利用自旋动力学研究面心立方铁磁晶体自旋波的解析解

只考虑到第三近邻自旋相互作用情况下,利用自旋动力学求解了三维面心立方体铁磁晶体磁振子谱(自旋波谱)的解析解.次近邻交换积分J2与最近邻交换积分J1的比η=J2/J1值越大,第三近邻交换积分J3与最近邻交换积分J1的比γ=J3/J1值越大,面心立方铁磁系统中磁振子能量越大,并且磁振子能谱主要被最近邻交换积分J1所决定.磁振子能量随波矢k的增加而增大,但是在BZ区的X点处的磁振子能量与η无关,这说明在X点处磁振子能量与次近邻交换积分J2无关,与最近邻交换积分J1相关和第三近邻交换积分J3相关.因此,对于三维面心立方铁磁晶体的磁激发而言,为了能够更加真实地反映其磁激发,至少得考虑到第三近邻交换积分J3.     

磁性纳米颗粒的磁特性研究

基于Monte Carlo数值模拟,研究了具有近邻与次近邻交换耦合作用的Heisenberg体心立方晶格结构纳米颗粒的磁性质.研究表明,近邻和次近邻交换耦合作用的相互竞争将形成不同的磁有序.利用不同的序参量来表征不同的磁有序,给出了交换作用的大小和类型以及尺寸大小等对纳米颗粒的磁化强度、相变行为的影响.理论计算结果较好地解释了实验事实.     

具有最近邻和次近邻相互作用的亚铁磁体中的自旋波

本文在无规相近似下，利用格林函数方法，研究了具有最近邻和次近邻相互作用的亚铁磁体中的自旋波。同时还计算了在有限温度下〈Ｓｚ〉随温度的变化趋势。结果表明ＮａＣｌ和ＣｓＣｌ结构亚铁磁体中的自旋波谱及Ｚ方向上的平均自旋与只考虑最近邻相互作用的亚铁磁体有很大的差别．其根源在于次近邻相互作用的引入造成了每个自旋的关联范围和强度的增加。     

CeAuGa3的力学性质及磁性的第一性原理计算

本文基于第一性原理计算研究了铈基金属间化合物CeAuGa3的结构性质与力学稳定性,获得了弹性常数、宏观弹性参数（包括体弹模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比）以及声子色散曲线,结果表明I4mm结构不仅力学稳定,且动力学稳定.通过计算铈离子之间的自旋交换相互作用,我们分析了CeAuGa3几种可能的有序自旋态,并发现该材料的基态可能是铁磁结构.位于ab面内的第一近邻和第二近邻的正（铁磁）交换耦合起主导作用,而位于相邻平面的铈离子之间的第三近邻铁磁相互作用则非常微弱.     

铁氮化合物Ising模型的相变研究

在考虑最近邻相互作用下,对类Fe4N结构的混自旋Ising模型,采用平均场理论,推导出系统的磁矩和自由能公式,并利用数值计算方法,给出了系统的磁化曲线和相图。发现了非常丰富的相变现象,特别是一级相变现象和重入现象,较全面地分析了系统的相变规律。     

伊辛自旋梯的磁化平台和热力学性质研究

利用传递矩阵方法严格求解了混自旋S=1和S=3/2组成的伊辛自旋梯,考察了系统的磁化过程及外磁场下各向异性对系统热力学性质的影响.发现系统最近邻为铁磁性交换作用,链间次近邻为反铁磁性作用时,系统的磁化强度在m=1/4和m=3/4处出现磁化平台现象,与量子模型中的磁化平台可能出现的位置一致.系统的磁比热和磁化率曲线中出现了新颖的双峰现象.     

自旋S＝1／2具有无规横场的各向异性海森堡模型的相变特性

运用双自旋集团近似的方法研究了交换作用各向异性和无规场对自旋S=1/2海森堡系统的相变和磁化强度的影响.当外场为零时存在一个临界交换作用各向异性参数γc.当γ＞yc,横向交换作用进一步增强,相变温度消失,系统处于无序状态.交换作用各向异性不仅降低了相变温度,而且降低了三临界点的位置.     

掺杂二维Ising系统的相图研究

用Monte-Carlo模拟方法研究了非磁性掺杂下二维Ising系统的相图.在平面四角点阵上,以晶格Ising模型为框架,在周期性边界条件下详细观测了不同非磁性物质掺杂浓度下系统磁化强度和磁畴生长随温度变化的关系,并根据有限尺寸标度理论得到其相变温度.结果发现:当掺杂浓度较低时,存在铁磁与顺磁间的相变;而掺杂浓度较高时,在仅考虑近邻作用下系统无铁磁相.当考虑次近邻相互作用时,发现相变温度将升高.另外考察了不同掺杂浓度下的自旋密度关联.     

准一维有机铁磁体中的自旋耦合

应用Peierls-Hubbard模型研究了一种结构类似于poly-BIPO的准一维有机铁磁体。采用Hartree-Fock近似和周期性边界条件,探讨了最近邻相互作用和次近邻相互作用对系统的铁磁基态的影响。由于最近邻与次近邻相互作用之间的竞争,导致主链上相邻格点的自旋发生反铁磁耦合→铁磁耦合的变化,形成反铁磁自旋波或铁磁自旋波作为传递媒介,使自由基自旋得以平行排列,得到高自旋的铁磁基态。     

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.