JETP Letters (Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters)JETP Letters (Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters)Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики0370-274X3034-5766The Russian Academy of Sciences69721310.7868/S3034576625110217ArticlesСтатьиResearch ArticleOrbital'nyy magnetizm v Sr2VO4: konkurentsiya antiferrooktupol'nogo i ferromagnitnogo uporyadocheniyОрбитальный магнетизм в Sr2VO4: конкуренция антиферрооктупольного и ферромагнитного упорядоченийChizhovD. EЧижовД. ЕIgoshevP. AИгошевП. Аigoshev_pa@imp.uran.ruИнститут физики металлов151120251229-10VOL 122, NO9-10 (2025)ТОМ 122, №9-10 (2025)68569229112025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0370-274X/article/view/697213

Выведена эффективная модель типа Кугеля–Хомского, применимая к описанию магнитного и орбитального порядка в соединении Sr2VO4. Для случая бесконечно большого параметра кристаллического поля (разница энергий xy- и xz, yz-состояний) построена фазовая диаграмма основного состояния в переменных "спин-орбитальное взаимодействие – хундовский обмен". Описан квантовый фазовый переход и выведено уравнение фазовой границы состояния со скрытым магнитным и орбитальным дальним порядком и слабоферромагнитного состояния с сопутствующим согласованным антиферроорбитальным порядком с той же амплитудой. Дано описание этих дальних порядков в терминах октупольных моментов, построенных через компоненты полного момента.

Выведена эффективная модель типа Кугеля–Хомского, применимая к описанию магнитного и орбитального порядка в соединении Sr2VO4. Для случая бесконечно большого параметра кристаллического поля (разница энергий xy- и xz, yz-состояний) построена фазовая диаграмма основного состояния в переменных "спин-орбитальное взаимодействие – хундовский обмен". Описан квантовый фазовый переход и выведено уравнение фазовой границы состояния со скрытым магнитным и орбитальным дальним порядком и слабоферромагнитного состояния с сопутствующим согласованным антиферроорбитальным порядком с той же амплитудой. Дано описание этих дальних порядков в терминах октупольных моментов, построенных через компоненты полного момента.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для Института физики металлов Уральского отделения Российской академии наук; численный расчет фазовых диаграмм поддержки проектом Российского научного фонда 23-42-00069K. H. Kyrezn, Д. И. Хомский, УФН 136, 621 (1982)B. J. Kim, H. Ohsumi, T. Komesu, S. Sakai, T. Morita, H. Takagi, and T. Arima, Science 323, 1329 (2009).D. Pesin and L. Balents, Nature Phys. 6, 376 (2010).M. Rey, P. Dehaudt, J. Joubert, B. Lambert-Andron, M. Cyrot, and F. Cyrot-Lackmann, J. Solid State Chem. 86, 101 (1990).M. Itoh, M. Shikano, H. Kawaji, and T. Nakamura, Solid State Commun. 80, 545 (1991).V. Giannakopoulou, P. Odier, J. Bassat, and J. Loup, Solid State Commun. 93, 579 (1995).M. Cyrot, B. Lambert-Andron, J. L. Soubeyroux, M. J. Rey, P. H. Dehaudt, J. Beille, and J. L. Tholence, J. Solid State Chem. 85, 321 (1990).W. Gong, J. Greedan, G. Liu, and M. Bjorgvinson, J. Solid State Chem. 95, 213 (1991).S. Toth, Magnetism of 3d frustrated magnetic insulators: α-CaCr2O4, β-CaCr2O4 and Sr2VO4, Ph.D. thesis, TU Berlin (2012).J. Teyssier, E. Giannini, A. Stucky, R. Černý, M. Erenin, and D. van Der Marel, Phys. Rev. B 93, 125138 (2016).A. Nozaki, H. Yoshikawa, T. Wada, H. Yamauchi, and S. Tanaka, Phys. Rev. B 43, 181 (1991).J. Matsuno, Y. Okimoto, M. Kawasaki, and Y. Tokura, Phys. Rev. Lett. 95, 176404 (2005).H. Zhou, B. Conner, L. Balicas, and C. Wiebe, Phys. Rev. Lett. 99, 136403 (2007).R. Viennois, E. Giannini, J. Teyssier, J. Elia, J. Deisenhofer, and D. van der Marel, J. Phys.: Conf. Ser. 200, 012219 (2010).H. Sakurai, Phys. Procedia 75, 829 (2015).H. Zhou, Y. Jo, J. Fiore Carpino, G. Munoz, C. Wiebe, J. Cheng, F. Rivadulla, and D. Adroja, Phys. Rev. B 81, 212401 (2010).J. Sugiyama, H. Nozaki, I. Umegaki, W. Higemoto, E. J. Ansaldo, J. H. Brewer, H. Sakurai, T. Kao, H. Yang, and M. Martin, Phys. Rev. B 89, 020402 (2014).I. Yamauchi, K. Nawa, M. Hiraishi, M. Miyazaki, A. Koda, K. M. Kojima, R. Kadono, H. Nakao, R. Kumai, Y. Murakami, H. Ueda, K. Yoshimura, and M. Takigawa, Phys. Rev. B 92, 064408 (2015).T. Ueno, J. Kim, M. Takata, and T. Katsufuji, J. Phys. Soc. Jpn. 83, 034708 (2014).G. Jackeli and D. Ivanov, Phys. Rev. B 76, 132407 (2007).M. V. Eremin, J. Deisenhofer, R. M. Eremina, J. Teyssier, D. V. D. Marel, and A. Loidl, Phys. Rev. B 84, 212407 (2011).G. Jackeli and G. Khaliullin, Phys. Rev. Lett. 103, 067205 (2009).G. Khaliullin, Prog. Theor. Phys. Supplement 160, 155 (2005).A. Oles, Spin-orbital entanglement in Mott insulators, in *Orbital Physics in Correlated Matter*, Modeling and Simulation, ed. by E. Pavarini and E. Koch, Autumn School on Correlated Electrons, Forschungszentrum Julich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Julich (2023), v. 13, p. 6.1.Y. Imai, I. Solovyev, and M. Imada, Phys. Rev. Lett. 95, 176405 (2005).Y. Imai and M. Imada, J. Phys. Soc. Jpn. 75, 094713 (2006).Y. Imai, Y. Otsuka, and M. Imada, J. Phys.: Condens. Matter 19, 365230 (2007).P. A. Igoshev, D. E. Chizhov, V. Y. Irkhin, and S. V. Streltsov, Phys. Rev. B 110, 115110 (2024).R. Arita, A. Yamasaki, K. Held, J. Matsuno, and K. Kuroki, J. Phys.: Condens. Matter 19, 365204 (2007).C. B. Crpenanos, Д. И. Хомский, УФН 187, 1205 (2017) [S. V. Streltsov and D. I. Khomskii, Soviet Physics Uspekhi 60, 1121 (2017)].A. Georges, L. d. Medici, and J. Mravlje, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 4, 137 (2013).P. A. Igoshev, S. V. Streltsov, and K. I. Kugel, J. Magn. Magn. Mater. 587, 171315 (2023).K. H. Kyrcars, Д. И. Хомский, ЖЭТФ 15, 629 (1972) [K. I. Kugel and D. I. Khomskii, ZhETF 15, 629 (1972)].N.-O. Linden, *Dynamical mean-field theory studies on real materials*, Ph.D. thesis, LMU (2019).Y. Wang, L. Qi, and X. Zhang, Numer. Linear Algebra Appl. 16, 589 (2009).S. Li, L. Lu, X. Qiu, Z. Chen, and D. Zeng, J. Glob. Optim. 90, 323 (2024).P. Santini, S. Carretta, G. Amoretti, R. Caciuffo, N. Magnani, and G. H. Lander, Rev. Mod. Phys. 81, 807 (2009).A. Urru, J.-R. Soh, N. Qureshi, A. Stunault, B. Roessli, H. M. Ronnow, and N. A. Spaldin, Phys. Rev. Research 5, 033147 (2023).J. van den Brink and D. Khomskii, Phys. Rev. B 63, 140416 (2001).D. E. Chizhov and P. A. Igoshev, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 89, 2140 (2025).A. Afsparak, B. Bunun, *Электронный парамагнитный резонанс переходных шоков*, Мир, М. (1972).