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Physik der kondensierten Materie

, Volume 13, Issue 3, pp 193–202 | Cite as

On the order of itinerant antiferromagnetic phase transitions and superconducting phase transitions in an exchange field

  • Andreas Malaspinas
  • T. M. Rice
Article

Abstract

The coefficients of the second and fourth order terms in a Landau expansion of the free energy are evaluated for an itinerant antiferromagnetic transition. The choice of spatial dependence is found to play an important role. A first order transition is obtained for a range of values of the band structure parameters. However if values appropriate to Cr are used it is found that the contribution from the shift in the Fermi level is sufficiently large to give second order transitions even when magnetostrictive effects are included. In the mathematically similar problem of a superconductor in an exchange field it is found that the transition from normal to superconducting states is first order near the triple point with an upper and possibly a lower critical point where the transition changes to second order.

Keywords

Order Transition Exchange Field Antiferromagnetic Phase Fourth Order Term Antiferromagnetic Transition 
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Zusammenfassung

Die Koeffizienten zweiter und vierter Ordnung in der Landauschen Entwicklung der freien Energie werden für den Fall der antiferromagnetischen Phasentransformation itineranter Elektronen bestimmt. Für einen gewissen Bereich von Bandstruktur-Parametern finden wir einen Übergang erster Ordnung. Benützt man jedoch die Parameter, welche dem Fall von Chrom entsprechen, so finden wir, daß der Beitrag von der Verschiebung der Fermi-Energie genügend groß ist, um einen Übergang zweiter Ordnung zu erzeugen, sogar, wenn magnetostriktive Effekte mitberücksichtigt werden. Für das mathematisch ähnliche Problem eines Supraleiters in einem Austauschfeld finden wir, daß der Übergang vom normalleitenden zum supraleitenden Zustand in der Nähe des Tripelpunktes erster Ordnung ist, wobei ein oberer und wahrscheinlich auch ein unterer kritischer Punkt existiert, wo der Übergang zweiter Ordnung wird.

Résumé

Les coéfficients de deuxième et de quatrième ordre dans le développement de Landau de l'énergie libre ont été déterminés pour le cas d'une transformation de phase antiferromagnétique des électrons itinérants. Pour certaines valeurs des paramètres de la structure de bandes on a trouvé une transformation de premier ordre. Mais si on prend les paramètres correspondants au cas du Chrome, on a trouvé que la contribution du déplacement de l'énergie de Fermi est assez grande pour la transformation soit de deuxième ordre, même si on tient compte des effects magnétostrictifs. Dans le cas d'un supraconducteur dans un champs d'échange (un problème analogue du point de vue mathèmatique), on trouve une transformation de premier order aux environs du point triple.

Il y a un point critique au dessus et peut-être un autre au dessous du point triple où la transformation devient de deuxième ordre.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • Andreas Malaspinas
    • 1
  • T. M. Rice
    • 1
    • 2
  1. 1.Seminar für Theoretische PhysikE.T.H.ZürichSwitzerland
  2. 2.Bell Telephone Laboratories, Incorporated USAMurray HillUSA

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