层状反铁磁体低温性质的理论计算

用自旋波理论研究了层内是反铁磁性耦合的反铁磁体的低温性质,找到了零温及有限温区的子晶磁化强度和内能与层间耦合间的变化关系,并给出有了有限温区内磁比热和平行磁化率与层间耦合之间的变化关系.     

层状反铁磁体低温性质的理论计算

用自旋波理论研究了层内是反铁磁性耦合的反铁磁体的低温性质，找到了零温及有限温区的子晶磁化强度和内能与层间耦合间的变化关系，并给出有了有限温区内磁比热和平行磁化率与层间耦合之间的变化关系．     

扩展桥联双核铜(Ⅱ)体系的磁耦合机理

应用密度泛函理论,采用对称性破损方法研究了草酸根桥联及草酰胺桥联双核铜（Ⅱ）体系的磁耦合作用机理.结果表明:两磁中心的自旋布居大小相等,符号相反,二者之间为反铁磁耦合.而且,与磁中心相联的配体原子与磁中心具有相同符号的自旋布居,磁中心的自旋具有显著的离域效应.HOMO中磁中心未成对电子的占据轨道之间对称性和能级的匹配程度是影响磁耦合强弱的关键.当对称性匹配时,改变桥联基团占据轨道的能级,例如通过改变桥接原子的电负性,即可改变磁耦合作用的强度,电负性愈低,磁耦全作用愈强.当对称性不匹配时,体系中存在较弱的磁耦合.     

S＝1铁磁模型中阻挫和各向异性引起的量子相变

利用密度矩阵重整化群(density matrix renormalization group,DMRG)方法研究近邻作用为铁磁耦合、次近邻为反铁磁耦合的一维S=1的各向异性海森堡自旋模型.计算了该系统的基态能、z轴自旋关联函数和面内自旋关联函数.结果表明:各向异性值Δ和阻挫α的相互作用使得系统基态发生相变;在低阻挫区域,Δ>1时系统为铁磁相,0<Δ<1时基态处于自旋液体相;在阻挫较大的区域,自旋关联函数随距离的增大呈现指数函数形式衰减,且具有周期振荡特征,与自旋S=1/2的结果形成鲜明的对比.     

Rashba自旋轨道耦合对NM/FS/I/FS/NM双自旋过滤隧道结中自旋相关输运的影响

基于转移矩阵方法和量子相干输运理论,研究了含两铁磁半导体层的双自旋过滤磁性隧道结(NM/FS/I/FS/NM,NM表示非磁金属,FS表示铁磁半导体,I表示绝缘层)中的Rashba自旋轨道耦合与自旋相关隧穿现象和隧穿磁电阻(TMR)效应之间的关系.研究结果表明:当左右两FS层的Rashba自旋轨道耦合强度相等时可得到最大的正TMR,而不等时可得到大的负TMR;在绝缘层厚度达到一定值后,双自旋过滤结可以获得稳定TMR,其正负和两FS层Rashba自旋轨道耦合强度的相对大小有关.     

二维各向异性海森堡反铁磁体的基态性质（英文）

文章研究单离子各向异性影响下的二维正方晶格、自旋为1的阻挫海森堡反铁磁体的基态性质.利用自旋波方法,得到了在零温时该系统的奈尔相和共线相的子晶格磁化强度和基态能,发现了奈尔相-共线相转变的量子临界点依赖于单离子各向异性D以及次近邻反铁磁性耦合J_2与最近邻反铁磁耦合J_1的比值.在经典临界点J_2/J_1=0.5附近,当0≤D/J_1≤0.03时系统存在一个中间无序顺磁相.自旋波的结果表明,在高于J_2/J_1=0.5区域,奈尔相-共线相转变是一级相变,发生在依赖于各向异性的临界线上.     

混合梳子模型中反铁磁阻挫引起的量子相变

利用严格对角化和密度矩阵重整化群方法研究近邻作用为铁磁耦合、对角的次近邻自旋为反铁磁耦合的两条链的混合梳子S=1/2海森堡模型,计算了该系统的基态能和基态总自旋.结果表明:当阻挫α≤0.25时,系统基态是单纯的铁磁态;随着阻挫的增强,系统基态经历一段总自旋S≠0的倾斜相,再转变到S=0的反铁磁态;与其不同的是,在混合梯子模型中,基态从单纯的铁磁态直接转变成S=0的反铁磁态.     

电动汽车无线充电系统耦合线圈的优化设计

为了提高电动汽车无线充电系统磁耦合机构的耦合系数，在分析耦合线圈参数对串联补偿网络影响的基础上，采用电磁仿真分析法，对单圆形磁耦合线圈传输距离、内外经尺寸、绕线方式对自感系数、耦合系数的影响进行了研究。结果表明：磁耦合线圈自感系数的稳定性受其外径和传输距离之比影响，磁耦合线圈外径与传输距离之比越小，磁耦合线圈自感系数越稳定；当传输距离和磁耦合线圈外径确定时，磁耦合线圈内外径之比越小，耦合线圈的耦合系数越高；当两个磁耦合线圈传输距离、外径尺寸、互感系数相同时，不同绕线方式的线圈，其耦合系数也不相同，其中匝间距等增绕线方式的线圈可以获得较高的耦合系数。     

NM/FS1/FS2/NM结的隧穿电导和隧穿磁电阻

利用平均场近似和转移矩阵方法,对NM/FS1/FS2/NM结(NM为非磁金属,FS1和FS2为铁磁半导体层)的隧穿磁电阻(TMR)与FS层厚度及Rashba自旋轨道耦合的关系进行了研究.结果表明NM/FS1/FS2/NM结中TMR值随半导体层厚度的改变发生周期性变化,选择适当的半导体层的厚度和Rashba自旋轨道耦合系数可以得到大的TMR值.     

无自旋费米气体中一维自旋轨道耦合杂质诱导的极化子研究

运用变分波函数的方法,研究了处于无自旋费米海中一维自旋轨道耦合杂质形成的极化子的基本性质.研究结果显示:当杂质没有自旋轨道耦合时,极化子态的动量始终是0;当考虑杂质的一维自旋轨道耦合时,极化子态具有有限的动量,并且随着拉曼耦合强度的增大而减小;当塞曼劈裂不为0时,极化子态的动量会随着拉曼耦合强度的增大而降到0.本文研究的模型可以在现有的实验技术下实现,有助于研究极化费米气体中的少体问题.     

自旋对表面磁极化子自陷能磁场特性的影响

讨论了电子自旋对表面磁极化子特性的影响.应用么正变换、线性组合算符和微扰法研究了电子自旋对电子与表面光学声子耦合强、与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子自陷能Etr磁场特性的影响.以TlB r晶体为例所作的数值计算结果表明:电子自旋使Etr分裂为二,且随磁场B的加强,分裂间距增大;若电子与光学声子耦合强,自旋量子数mS取-1/2时,Etr随B的加强而增大,mS取1/2时Etr随B的加强而减少;若电子与光学声子耦合弱,不论mS取何值,Etr都随B的加强而减少;不论电子与光学声子耦合强还是弱,电子自旋作用对Etr的影响都随B的加强而增大.     

晶体内弱耦合自旋磁极化子的基态能量和有效质量

本文采用么正变换、线性组合算符和微扰法研究了晶体内弱耦合自旋磁极化子的基态能量和有效质量。当计及电子在反冲效应中发射和吸收不同波矢声子之间的相互作用时 ,讨论了电子自旋对晶体内弱耦合磁极化子的基态能量和有效质量的影响。对多种晶体所作的数值计算结果表明 :尽管磁场B较弱时 ,电子自旋作用也是较大的。     

双势垒磁性隧道结中电子的自旋极化输运

 采用相干量子输运理论和传递矩阵方法,数值计算了两端具有铁磁接触的双势垒异质结构(F/DB/F)中自旋相关的隧穿几率和自旋极化率。结果表明,隧穿几率和自旋极化率随阱宽的增加发生振荡周期不随垒厚变化的周期性振荡;Rashba自旋轨道耦合强度的增加加大了隧穿几率和自旋极化率的振荡频率;隧穿几率和自旋极化率的振幅和峰谷比强烈依赖于两铁磁电极中磁化方向的夹角。与铁磁/半导体/铁磁（F/S/F）磁性隧道结中的结果相比,发现垒厚的增加增大了隧穿几率和自旋极化率的峰谷比,自旋极化率的取值明显增大,并具有自旋劈裂和自旋翻转现象出现。     

GaAs晶体二维自旋磁极化子平均数的磁温效应

研究了半导体内弱耦合二维自旋磁极化子的磁场和温度特性．在有限温度和外加均匀恒定磁场的情况下，应用么正变换和线性组合算符法给出了GaAs晶体内极化子平均数与磁场和温度的依赖关系的理论表示，也作了数值分析．数值计算的结果表明：在某一确定的温度下，弱耦合二维自旋磁极化子平均数随磁场的加强而减小；磁场较弱或温度较高时，平均数变化较剧烈；磁场较强或温度较低时，平均数变化较平缓；当外加磁场确定时，弱耦合二维自旋磁极化子平均数随温度升高而增大；当温度较低或磁场较强时，平均数变化偏离线性关系；当温度较高或磁场较弱时，其变化接近线性关系．     

拉曼耦合作用下玻色-爱因斯坦凝聚的磁化性质

研究双分量玻色气体在拉曼耦合作用下的磁化性质。对于宏观占据单一动量态的玻色?爱因斯坦凝聚, 磁化强度和磁化率分别与凝聚动量和有效质量存在普适的线性关系, 这些普适关系不依赖于拉曼耦合的强度、失谐大小及原子间的相互作用。推导出磁化率与有效质量的线性关系, 可以在经典物理图像下描述简谐势阱中凝聚体的偶极振荡, 自旋空间、动量空间及坐标空间的振幅之比可表达为有效质量和自旋磁化率的解析形式。这组振幅关系对于亚稳态附近的小幅振荡也同样适用。     

Magnetic and non-magnetic phases of a quantum spin liquid

A quantum spin-liquid phase is an intriguing possibility for a system of strongly interacting magnetic units in which the usual magnetically ordered ground state is avoided owing to strong quantum fluctuations. It was first predicted theoretically for a triangular-lattice model with antiferromagnetically coupled S = 1/2 spins. Recently, materials have become available showing persuasive experimental evidence for such a state. Although many studies show that the ideal triangular lattice of S = 1/2 Heisenberg spins actually orders magnetically into a three-sublattice, non-collinear 120° arrangement, quantum fluctuations significantly reduce the size of the ordered moment. This residual ordering can be completely suppressed when higher-order ring-exchange magnetic interactions are significant, as found in nearly metallic Mott insulators. The layered molecular system κ-(BEDT-TTF)(2)Cu(2)(CN)(3) is a Mott insulator with an almost isotropic, triangular magnetic lattice of spin-1/2 BEDT-TTF dimers that provides a prime example of a spin liquid formed in this way. Despite a high-temperature exchange coupling, J, of 250 K (ref. 6), no obvious signature of conventional magnetic ordering is seen down to 20 mK (refs 7, 8). Here we show, using muon spin rotation, that applying a small magnetic field to this system produces a quantum phase transition between the spin-liquid phase and an antiferromagnetic phase with a strongly suppressed moment. This can be described as Bose-Einstein condensation of spin excitations with an extremely small spin gap. At higher fields, a second transition is found that suggests a threshold for deconfinement of the spin excitations. Our studies reveal the low-temperature magnetic phase diagram and enable us to measure characteristic critical properties. We compare our results closely with current theoretical models, and this gives some further insight into the nature of the spin-liquid phase.     

薄膜畴壁自旋波耦合栅格设计

用保角变换分析计算了坡莫合金栅格在均匀磁场作用下产生的二级磁场．以此为依据设计了用于薄膜畴壁内自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式激发的能量耦合栅格．制得的栅格在Ｗｉｎｔｅｒ模式研究中获得满意的效果,实现了激励电磁场与自旋波的成功耦合,首次测得自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式谱．     

磁场对体心立方双层铁磁性薄膜中的自旋波能谱的影响

采用界面重参数化方法,在周期性边界条件下严格求解了界面铁磁耦合的体心立方异质型双层铁磁性薄膜自旋波本征值问题,研究了两层薄膜中自旋波能带结构.在此基础上重点讨论了垂直于膜面的外加磁场对自旋波能带结构的影响,结果表明,磁场对自旋波的能带结构有很大的影响,足够大的磁场可以使体模消失.     

Quantum phase transition in a single-molecule quantum dot

Quantum criticality is the intriguing possibility offered by the laws of quantum mechanics when the wave function of a many-particle physical system is forced to evolve continuously between two distinct, competing ground states. This phenomenon, often related to a zero-temperature magnetic phase transition, is believed to govern many of the fascinating properties of strongly correlated systems such as heavy-fermion compounds or high-temperature superconductors. In contrast to bulk materials with very complex electronic structures, artificial nanoscale devices could offer a new and simpler means of understanding quantum phase transitions. Here we demonstrate this possibility in a single-molecule quantum dot, where a gate voltage induces a crossing of two different types of electron spin state (singlet and triplet) at zero magnetic field. The quantum dot is operated in the Kondo regime, where the electron spin on the quantum dot is partially screened by metallic electrodes. This strong electronic coupling between the quantum dot and the metallic contacts provides the strong electron correlations necessary to observe quantum critical behaviour. The quantum magnetic phase transition between two different Kondo regimes is achieved by tuning gate voltages and is fundamentally different from previously observed Kondo transitions in semiconductor and nanotube quantum dots. Our work may offer new directions in terms of control and tunability for molecular spintronics.     

强关联和自旋磁交换作用对高温超导体临界温度的影响

提出了一种可能的超导理论，该理论强调了格点上的强关联 自旋磁综合利用知雪导机制中的重要性。推出了铜氧化合物超导体的临界温度公式。结果表明，临界瀑 仅强烈地依赖于自旋磁相互作用和格点 的强关联相互作用，而且也依赖于掺杂浓度。