铁磁颗粒膜自旋激发谱和热力学性质研究

求出了铁磁颗粒膜的自旋波激发谱和自旋极化激发谱随颗粒粒径和温度的变化规律,以及膜的磁化强度、磁化率、热容量．以(α-C;H)1-xCox颗粒膜为例作具体计算．结果表明:颗粒膜的自旋波激发谱的频率随颗粒粒径增大而减小,与温度无关;而颗粒膜的自旋极化激发谱与温度有关,表现出与铁磁块状晶体自旋波谱不同的变化特征．在零级近似下,由颗粒膜自旋波激发谱引起的磁化强度、热容量随温度变化规律与块状晶体相同,而一级近似下表现出颗粒膜与块状晶体的偏离．

铁磁颗粒膜的自旋激发色散关系研究

应用颗粒膜中颗粒自旋波激发和自旋极化激发的色散关系表达式,对Fe-SiO2颗粒膜进行了计算,探讨其色散规律．结果表明:颗粒自旋波激发与温度无关,而自旋极化激发与温度有关,两者的波谱都随波矢增大而增大, 且波矢取分离值,不具有块状晶体自旋波色散关系周期性的变化特征．

集群金刚石NV色心量子自旋定向激发磁传感增强方法

为满足工业磁传感器高灵敏度、高信噪比(SNR)测量需求,基于自制的共聚焦磁检测系统,提出一种基于脉冲幅度调制技术的集群金刚石氮空位(NV)色心量子自旋定向激发(QSDE)方法。利用任意波形发生器构建sin型QSDE脉冲光探测磁共振序列,抑制传感体系中对微波敏感的Ns杂质与NV色心产生耦合效应带来的线宽展宽与噪声,提升谱线对比度的同时降低了线宽与噪声,突破微波强度对灵敏度和SNR的限制。经实验验证,相较连续波光探测磁共振(CW-ODMR)方法,该方法可将磁传感灵敏度和信噪比分别大约提升5倍和20 dB,为量子精密测量领域开辟了全新的技术路径和研究思路。

利用信息流方法优化多激发自旋链中的量子态传输

研究了量子态在一条均匀耦合的反铁磁自旋链中传输时,信道中自旋激发数变化对其传输性质的影响.利用信息流方法分析输出端粒子的算符演化动力学,获得了量子态传输的平均保真度与信道自旋初态之间的关系.结果表明,平均保真度的大小只依赖于信道中自旋激发数的奇偶性.通过比较在奇偶激发信道中获得的最大平均保真度,构建了优化信道来提升量子态在自旋链中的传输质量.进一步分析了纠缠在激发信道中的传输情况,发现纠缠的传输质量不仅和信道中自旋激发的具体个数有关,还取决于激发自旋的初始排列.特别地,当信道中自旋无激发或全部激发时,纠缠传输的大小和持续时间都优于其他的激发信道.上述研究结果有助于在实际系统中搭建适合量子态和纠缠传输的量子信道.

非晶态合金自旋波激发的穆斯堡尔谱研究

本文采用穆斯堡尔谱测量了非晶态(a)Fe_(70)Co_(20)Zr_(10),Fe_(80)Co_(10)Zr_(10)和Fe_(86)Co_4Zr_(10)合金在不同温度下的平均超精细场,根据Bloch T^(3/2)的关系,研究了它们的自旋波激发,得到了其对应的B_(3/2)值分别为:0.40±0.02,0.45±0.02和0.88±0.04。比较晶态、a-Fe-(Co,Ni)-M(类金属)、Fe-(Cr,Mn,V)-M及非晶态Invar合金四大类样品的B_(3/2)值,发现它们之间有很大的差异,使用结构涨落和空间排列的无序性可以很好地解释上述的实验结果。本工作也较好地解释了非晶态Invar合金中由中子非弹性散射和磁化强度测量所获得的自旋波劲度常数的差异。

铁基超导体中的反铁磁序和自旋动力学

类似于其他非常规超导材料,铁基高温超导电性通常出现在静态长程反铁磁序被抑制之后,并且强烈的自旋涨落始终与超导电性相伴相生,因此理解磁性相互作用是建立铁基超导微观机理的重要前提.中子散射作为研究凝聚态物质中磁性相互作用的有力工具,在揭示铁基超导电性的磁性起源方面起到了关键作用.本文系统总结了近十年来铁基超导材料的中子散射研究结果,包括铁基超导材料中的静态磁结构、磁性相变、动态磁激发、电子向列相等,并探讨它们与超导电性之间的关系.

自旋涨落与非常规超导配对

铜氧化物高温超导、铁基高温超导、重费米子超导和k-型层状有机超导等超导体的超导态都与磁性有序态相邻,且超导能隙在动量空间一般存在变号.因此,这些超导体的超导机理被认为有别于常规BCS超导中的电子交换声子导致的各向同性s-波配对.在这些非常规超导中,自旋涨落被认为是导致电子形成库珀对的主要起源之一.本文主要以铜基和铁基高温超导为例简要综述非常规超导中的自旋序和自旋涨落性质,二维哈伯徳模型中超导的起因及在解释铜基和铁基高温超导配对对称性的应用,以及与非常规超导紧密相关的中子自旋共振模性质和理论解释.我们认为,尽管磁性和超导性的相互影响已经过多年研究,但仍是当前一个富有挑战的活跃研究领域.

双层磁性膜自旋波能量耗散的研究

建立了外场作用下双层膜的自旋波共振模型,求出双层磁性膜的有效阻尼参数,得到能量耗散特征量——自旋波谱线宽度2△H随波矢k1、双层膜厚度、阻尼参量和回转磁化率等的变化关系．对YsmFe5O12／(LaEr)3(FeGa)5O12 双层膜进行计算,其理论计算与实验结果一致．结果表明:在阻尼系数有较大差异的两层膜中,自旋波线宽度2△H 随激发层中自旋波矢增大而明显增大．

掺杂对一维反铁磁海森堡自旋链性质的影响

应用三子格的自旋波理论和格林函数方法研究了由掺杂形成的准一维自旋1/2的反铁磁海森堡系统,得到系统存在3支自旋波激发谱,其中1支没有能隙,2支有能隙;在长波近似下,这3支自旋波激发谱与波矢k成平方关系,系统的低温比热为C∝T1/2关系,其基态具有磁性长程序,这都不同于未掺杂的一维自旋1/2的反铁磁海森堡链模型系统.对系统磁性序的研究表明,T=0是相变点,Mermin-Wagner定理对于该系统成立.

蜂巢晶格反铁磁材料的自旋动力学

魔角石墨烯超导电性的发现使人们对石墨烯等蜂巢晶格材料的研究再次升温.魔角石墨烯的超导电性与铜氧化物高温超导体的超导电性有很多相似之处,而铜氧化物超导体的自旋激发对其超导电性有重要的影响,故研究石墨烯这样的蜂巢晶格材料的自旋激发特性,对理解魔角石墨烯的超导电性有重要的促进作用.利用格林函数理论讨论了蜂巢晶格反铁磁材料的自旋动力学.结果表明,蜂巢晶格反铁磁材料的最近邻和次近邻关联函数均随温度的升高而逐渐降低,次近邻关联函数比最近邻关联函数弱得多,并在高温极限时趋于零;系统的自旋激发谱和动力学自旋结构因子因两个子格子的相互作用而劈裂为成键态和反键态两支,在布里渊区中心附近成键态自旋激发谱与波矢成正比,而反键态支则偏离正比关系;成键态和反键态动力学自旋结构因子在布里渊区中心周围出现磁散射峰,并且随着能量的增加磁散射峰远离布里渊区中心.

磁性多层膜磁特性的蒙特卡罗模拟

利用 Monte Carlo模拟方法研究了样品的尺寸、交换耦合相互作用、各向异性对磁性多层膜的磁特性的影响 .重点研究磁性多层膜的维度特性及其相变 ,当磁性层厚度减小时 ,系统从三维转变为二维 ,居里温度减小 ,M(T)呈线性的维度效应 .Bloch系数 B与磁相互作用 J及平均配位数 Z有很大的关系 ,B正比于 Z-3 2 及 J-3 2 .模拟结果与用自旋波激发理论和平均场理论计算的结果相吻合 ,且较好地解释了实验事实 .

阻挫对准一维非对称子格反铁磁链自旋波激发的影响

子格对称性破缺使得s=1/2准一维海森伯自旋链具有三支自旋波激发谱(其中一支属于声学模,两支属于光学模).计算表明阻挫导致两支光学模能隙简并解除;阻挫引起声学模自旋波激发谱软化,但并不导致光学模激发谱软化;阻挫导致两支光学模激发谱中的一支明显下移,这意味着阻挫使光学模激发变得重要且容易实现;阻挫引起的自旋偏离对于属于不同子格的自旋是不同的;阻挫对于系统基态磁性长程序的削弱随着阻挫增强变得越来越明显.通过与严格对角化方法和DMRG方法的数值结果比较,还分析了自旋波近似的合理性和不足之处.

原子核自旋同位旋集体激发态和相关物理量

本文介绍原子核的自旋-同位旋集体激发态,以及研究这些集体激发态的常用HF+RPA或HFB+QRPA理论模型.这些集体激发态的研究能够获得对自旋相关的核子-核子相互作用的信息和理解.自洽的Skymre HF+RPA模型被用于研究闭壳核的GT和SD(自旋偶极)跃迁,张量相互作用对这些跃迁的主峰能量有显著效应,这些效应对Skyrme张量相互作用的强度给出很强限制.对于N^Z的pf壳原子核,同位旋标量(IS)对相互作用对低能强GT态有决定性作用,通过某些特定核的低能强GT态的能量很好地限制IS对相互作用的强度.

非晶态Fe77Cr13Zr10合金的低温磁化强度

测量了非晶态Ｆｅ７７Ｃｒ１３Ｚｒ１０合金的磁化强度的温度关系，结果表明：这一关系受磁场大小的影响；低温下存在类自旋玻璃相．低温下自发磁化强度服从Ｂｌｏｃｈ的Ｔ３／２定律，并计算了自旋波劲度系数Ｄ．

物质结构的概念的统一性

尽管凝聚态物理、核物理和高能物理学的研究对象各不相同,它们的基本概念都是相通的。本文的目的,是从统一的观点来说明物理学的这些分支中的根本问题。希望这不仅有助于从一致的角度来理解各个领域,并且说明物理思想的沟通和借鉴,对于物理学的发展是重要的。

同位旋标量对力对^(42)Ca中自旋-同位旋跃迁的影响

本文利用相对论准粒子无规相位近似(Quasiparticle Random Phase Approximation,QRPA)模型研究了高斯型同位旋标量对力对原子核^(42)Ca中β−方向的伽莫夫-泰勒(Gamow-Teller,GT)和自旋-偶极(Spin-dipole,SD)跃迁的影响。结果表明:同位旋标量对力对于恢复SU(4)对称性从而重现实验上42Ca的低能量超级GT态至关重要。同位旋标量对力会使自旋反转的跃迁组分混合进入低能量GT态,从而增强低能量GT态的集体性,极大地增加其跃迁强度。同时,由于同位旋标量对力具有吸引性质,会减小低能量GT态的激发能。对于SD跃迁,同位旋标量对力对其激发能和跃迁强度的影响均不明显。

一种等效于反铁磁海森伯混合自旋链的铁磁-反铁磁交替自旋链

利用严格对角化方法研究了一种自旋为1/2的铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质.计算了自旋关联函数、自旋z方向分量、自旋激发谱和磁化曲线等基本物理量,并将这些物理量和自旋为(1,1/2)的混合反铁磁自旋链对应的物理性质进行了比较.结果表明,当铁磁作用居于主导地位时,该模型的物理行为等效于混合自旋模型.因此,可以通过分析铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质研究混合自旋链的物理行为.

^(134)Ba能级结构的在束γ谱学研究

利用在束γ谱学技术 ,通过 12 8Te(10 B ,1p3n) 13 4 Ba反应研究了 13 4 Ba的中、高自旋激发态 .实验中采用 9套BGO(AC)HPGe探测器进行了γ γ t符合测量 .基于γ γ符合关系、γ射线的相对强度和各向异性度的测量结果建立了 13 4 Ba的能级纲图 .比较N =78的同中子素链的负宇称能级结构的系统性 ,发现激发能位于 4 14 2keV ,Jπ 值为 11-的能级很可能是与 13

铁基超导体Fe_(1+y)Te_(1-x)Se_x中磁性的中子散射研究

本文对本研究组主要的研究领域——利用中子散射研究铁基超导体系Fe1+yTe1-xSex中磁性与超导的相互作用进行简要综述.Fe1+yTe1-xSex具有和其他铁基、铜基超导体相似的相图——母相Fe1+yTe是反铁磁体,随着Se掺杂的增加,母相的反铁磁序受到抑制,随后在x～30%处体超导出现,在x～50%处达到最佳掺杂,此时超导转变温度Tc～15 K,达到整个体系在常压下的Tc最大值.它们的相图又存在着差别:在相图末端,即当Se掺杂达100%时,Fe1+ySe仍然超导,Tc～8 K.该体系母相磁有序的面内波矢大致为(0.5,0)(采用每个原胞含2个铁原子的四方结构),随着Se含量的增加,在超导逐渐发展的同时,磁激发谱的谱重被逐渐转移到波矢为(0.5,0.5)处.(0.5,0.5)处在温度低于Tc时出现中子-自旋共振峰.施加外磁场后,超导受到抑制,该共振峰也被压制.从这些实验结果我们得到以下的结论:在这个体系中磁性和超导紧密耦合在一起——(0.5,0)处的静态磁有序与超导互相竞争,(0.5,0.5)附近的自旋激发则可能对超导电性的形成具有重要的促进作用.本文还将简要讨论磁性的来源和3d过渡金属的替代效应.