纳米晶室温分子磁体K_(0.45)V_(1.12)~ⅡV_(0.19)~Ⅲ[Cr(CN)_6](SO_4)_(0.13)·4.34H_2O——亚铁磁长程有序与自旋玻璃态共存

用VSO_4·2.5H_2O与K_3[Cr(CN)_6·2.5H_2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K_(0.45)V_(1.12)~ⅡV_(0.19^-)~Ⅲ[Cr(CN)_6(SO_4)_(0.13)·4.34H_2O,对其结构和磁性进行了研究.主要结果如下:XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178nm.由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5nm.化合物的T_C为34OK,矫顽力H_C在40～310K范围基本保持在5～6 Oe,1.83K时增至120 Oe.化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10d后T_C仍为340K,矫顽力H_C稍有增加.与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实.

新型4d-4f双金属亚铁磁一维链｛[Gd~Ⅲ(DMF)_4(MeOH)_2][Mo~Ⅴ(CN)_8]｝_n(DMF=N,N′-二甲基甲酰胺):晶体结构和磁性

本文基于八氰基合钼(Ⅴ)阴离子和稀土GdⅢ离子合成了一种4d-4f双金属配合物,并进行了结构和磁性的研究。结果表明:配合物为一维亚铁磁链。

相分离体系Nd_(1-x)Sr_xCoO_3的亚铁磁行为

研究了Nd1-xSrxCoO3(0.1≤x≤0.5)系列多晶样品在低温时的亚铁磁行为.通过传统的固相反应法合成了Nd1-xSrxCoO3多晶样品,应用物理性质测试系统对样品进行了直流磁化强度、磁滞回线的测试.磁化强度的研究表明,随掺杂量增加,团簇的数目和尺寸都在增加,铁磁性增强.同时,多晶样品在低温时形成亚铁磁序.磁滞回线的研究表明,Nd离子与Co离子之间存在磁性耦合.由于Co与Nd的反平行排列,Nd1-xSrxCoO3体系低温时出现亚铁磁序.

双轴亚铁磁粒子中的量子位相干涉

本文研究了外磁场沿难磁化轴和中间磁化轴所在平面上任意方向时 。

不变本征算符法计算各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量

利用不变本征算符法计算了X-Y-Z模型各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量,并讨论了此系统特殊情形下的自旋波能量及不变本征算符法的优点与不足.

亚铁磁超晶格静磁模式

我们用关联有效场理论研究了亚铁磁 /非磁性超晶格的体模式和表面静磁模式 (等效介质理论的适用范围λ P,λ和 P分别为自旋波波长和超晶格周期 ) ,得到了等效磁导率作为频率的函数关系并在偶极近似下数值计算了自旋波的色散关系 。

键稀疏混合不同横场亚铁磁自旋系统的磁学性质

利用有效场理论研究了键稀疏混合不同横场伊辛亚铁磁自旋系统的磁学性质．重点给出了平方晶格的磁化曲线．如果键浓度在某一范围内变化，我们发现当不同横场在一限制区域时可获得该系统的补偿温度．我们在文中讨论了不同横场对补偿温度和磁化曲线的影响．并得到有意义的结果．

基于亚铁磁材料-YIG的负折射率特异材料的设计及电磁特性研究

基于磁导率为负的亚铁磁材料-YIG,在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线阵列结构,合成出负折射率电磁特异材料.利用有效媒质理论数值计算了复合材料的等效介电常数与等效磁导率的频率响应特性.计算结果表明存在C波段电磁波频率的重叠区域,使复合材料的等效介电常数与等效磁导率同时为负;表明了利用有效媒质理论基于亚铁磁材料可以设计负折射率特异材料.

Cr取代亚铁磁性Mn_2Sb_(0.95)In_(0.05)合金的磁及磁热性能

磁制冷是一种利用材料的磁热效应进行制冷的新型制冷技术,相比于传统气体压缩制冷,因其绿色环保、高效节能等优点而备受关注。在众多磁相变合金材料中,人们对Mn_2Sb基亚铁磁相变合金研究甚少。文章研究了Cr取代Mn后亚铁磁性Mn_(2-x)Cr_xSb_(0.95)In_(0.05)(x=0.05,0.09,0.13)合金的磁性和磁热性能。室温XRD数据表明合金在室温附近以四角Cu_2Sb型结构为主相。由于反铁磁中有高磁响应,因此从XRD图谱中能观察到少量的铁磁MnSb杂相。随着温度的降低,在这些合金中,发生了亚铁磁到反铁磁的一级磁致弹性转变。同时,在亚铁磁区域观察到两个自旋重新取向转变。由于反铁磁-亚铁磁的转变过程中磁化强度突变,使得在Mn_(1.91)Cr_(0.09)Sb_(0.95)In_(0.05)合金中在0~10 k Oe的磁场变化中获得高达1.63 J/kg·K的大磁熵变。目前的研究可能有助于研究和开发新的磁性冷材料。

声表面波辅助亚铁磁CoTb薄膜中磁畴壁移动

利用电压产生的动态应力———声表面波调控材料磁性,具有高效率、低功耗和长传输距离等优点,近年来成为自旋电子学领域研究的热点。亚铁磁材料因其较快的磁畴壁移动速率而深受关注,因此,探究声表面波辅助作用下亚铁磁体系中磁畴壁的移动,对磁存储、磁逻辑等自旋电子器件的研究具有重要意义。以具有垂直磁各向异性的亚铁磁CoTb薄膜作为研究材料体系,制备出声表面波与亚铁磁材料的耦合器件,研究了声表面波对CoTb薄膜矫顽场以及磁畴壁移动的调控效应。实验表明,在声表面波的辅助作用下CoTb薄膜的矫顽场减小了10%。经分析确认,磁畴成核场及磁畴壁传播场的减弱是矫顽场减小的主要原因。此外,利用磁光克尔显微镜观测磁畴壁移动,发现在声表面波的辅助下磁畴壁移动速率提高了约76%,达到3683μm/s。在亚铁磁材料体系中成功实现声表面波辅助磁畴壁的快速移动,为未来低功耗自旋电子器件发展开辟了新的路径。

海森堡亚铁磁自旋链的基态性质——自洽自旋波分析

利用自洽的自旋波方法解析地研究了由两种不同的自旋所构成的海森堡亚铁磁 (ferri magnetic)自旋链的基态性质 ,并得到了该系统的两支激发谱 .在平均场近似下 ,给出了两种自旋z轴分量基态的平均值 .在低温时 ,系统的比热随温度的变化规律为T12 .这些结果同量子蒙特卡罗(QMC)和Schwinger玻色子平均场理论所得结果相一致 .

低温下自旋为1/2的亚铁磁棱型链的元激发谱

利用Jordan-Wigner变换和不变本征算符法计算了低温下自旋为1/2的亚铁磁棱型链系统的元激发谱,得到了3支没有简并的元激发谱.利用不变本征算符法对系统的哈密顿量进行了退耦,其退耦合过程比常规的幺正变换法便捷,而且直接在系统的能量自表象上自动退耦,因此这对计算系统的配分函数而言也非常便捷.同时讨论了在此系统中不同的特殊情形下的元激发能量及不变本征算符法的优点与不足.

各向异性亚铁磁链的自旋波理论

利用自旋波理论,对各向异性的亚铁磁链进行研究,得到了低激发能谱,同时计算了该体系的自由能、比热容等热力学量.进一步考虑在外磁场作用下该系统的情况,计算了系统的磁化强度,其磁化强度曲线出现一个平台,此平台随着各向异性因子的增加而逐渐消失.通过对这些物理量的研究,得出各向异性因子在亚铁磁链中起到很重要的作用.对于该体系中准粒子的激发,在两个临界值之间的各向异性因子对其起到一定的抑制作用,而在其它的情况下,这种作用会消失.因此,对于各向异性的亚铁磁链,各向异性因子就像是该系统的开关.

自旋为1/2的亚铁磁棱型X-Y链的内能

利用不变本征算符法计算低温下自旋为1/2的一维亚铁磁棱型X-Y链系统的元激发谱,并讨论在此系统中不同特殊情形下的元激发能量.推导出体系的3个临界磁场强度(H C1,H C2,H Peak).讨论当外磁场H<H C1或H>H C2时,体系出现能隙;当H C1<H<H C2时体系不出现能隙的物理机制.体系的内能随外加磁场的增加逐渐减少,随温度的升高逐渐增大.绝对零度下,在高外磁场区二聚体分子内电子自旋平行排列的铁磁交换作用能J F与二聚体与单基体分子间电子自旋反平行排列的反铁磁交换作用能J AF之比(-J F/J AF)对体系的内能几乎无影响.但在有限温度,大外磁场下时,曲线重合出现分裂迹象.

设计合成分子性铁磁体的亚铁磁方法──一维Mn~Ⅱ－Cu~Ⅱ双金属链状配合物

分子性铁磁体的设计及合成是自然界向物理学家化学家的挑战，一维Ｍｎ￣ＩＩ－Ｃｕ￣ＩＩ双金属链是用于组装分子性铁磁体的一类重要元件。本文论述一维双金属链的磁行为以及用此元件设计分子性铁磁体的一般原则，最后介绍一维Ｍｎ￣ＩＩ－Ｃｕ￣ＩＩ双金属链体系的最新研究进展。

亚铁磁系统的补偿温度研究

基于格林函数方法,通过对交换项和单离子各向异性项分别采用Tyablikov退耦近似和Callen退耦近似,我们探究了三维亚铁磁系统补偿温度出现的条件.结果表明:大自旋子晶格的磁化强度-m_b和小自旋子晶格磁化强度m_a都随温度升高而下降,但两者速度不同.前者快于后者才能出现补偿温度,而小自旋的次近邻相互作用J_(aa)和/或单离子各向异性D_a可促进这一点实现.对于各种情况研究得到的结论是:对于所研究的模型,系统出现补偿温度的必要条件是D_a或J_(aa)至少有一个不为零,并且其值要大于某个特定的值.这个特定的值的大小依赖于系统其他参量的取值.

Hg_2CuTi型Mn_2NiB磁性形状记忆效应的理论预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影扩充波函数(PAW)方法,分别计算了Hg_2CuTi型Mn_2 NiB的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应、温度特性.计算结果显示:在由立方结构至四方结构的变形中,在c/a约为1.33处出现一个能量局域最小值,表明该处存在一个稳定的马氏体相;在奥氏体态和马氏体态下,Mn_2NiB的总磁矩均主要由Mn原子提供,但Mn(A)、Mn(B)原子磁矩呈反平行排列且值不等,因而Mn_2NiB合金均表现为亚铁磁结构,总磁矩分别是1.736μB(奥氏体态)和0.974μB(马氏体态);在奥氏体态和马氏体态下,在费米面附近的总态密度主要由Mn(A)-d、Mn(B)-d的投影态密度决定,但两者在费米面附近交叠都很少,说明Mn(A)、Mn(B)原子之间的d-d直接交换作用均很弱,Mn(A)与Mn(B)之间磁矩的亚铁磁耦合正是由这种弱的d-d直接交换作用来维持.基于以上的计算结果,我们预测Mn_2NiB具有磁性形状记忆效应.

Heusler合金Mn_2NiAl的电子结构、磁性质及四方变形的第一性原理

利用基于密度泛函理论的第一性原理,计算Mn2NiAl的晶体结构、四方变形、磁性、电子结构和压力响应.计算结果表明:Mn2NiAl在立方奥氏体相的平衡结构为铁磁态MnMnNiAl型结构,其中Mn原子占据A和B不等价晶位;在由立方结构向四方结构的变形中,在c/a≈1.24处存在一个稳定的马氏体相;在奥氏体相和马氏体相下,Mn原子对Mn2NiAl总磁矩的贡献最大,Mn(A)和Mn(B)原子磁矩的值不等并呈反平行耦合,且Mn(A)-d和Mn(B)-d的投影态密度在费米面附近交叠均较少,表明Mn(A)和Mn(B)原子间的d-d直接交换作用均较弱,而Mn原子内的交换作用较强,因此Mn2NiAl呈亚铁磁结构.

多铁材料BiNi_xFe_(1-x)O_3(x=0～0.5)磁性的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算多铁材料BiNi_xFe_(1-x)O_3(x=0,0.125,0.167,0.25,0.5)各晶体结构的电子性质.能带结构、Mulliken电荷以及自旋磁矩等计算结果表明:由Ni离子部分替代掺杂Fe离子可使体系由反铁磁有序转变为局部亚铁磁有序,晶体总自旋磁矩随Ni离子浓度的增大而增大;Ni离子掺杂明显抑制了特定位置Fe离子的磁矩,这是由于Ni-eg轨道少数自旋方向的电子态被50%占据以及Ni离子与Fe离子之间的超交换作用所致.

磁光Kerr效应的温度特性研究

从磁光Kerr效应的微观量子表述出发 ,分别研究了铁磁材料和亚铁磁材料的磁光Kerr效应的温度特性。结果表明 ,磁光Kerr转角θK 与材料磁化强度随温度变化关系不同。铁磁材料θK 对磁化强度M的级数展开式中仅含M奇次项。亚铁磁材料可以出现磁化强度M≠ 0而磁光Kerr转角θK