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.     

稀磁复合Ising自旋系统基态性质

应用关联有效场理论研究了三维混自旋稀释Ising亚铁磁系统的基态磁特性,计算了铁磁系统相图随原子浓度的变化规律,得出基态磁化强度曲线及补偿温度.     

基于有机分子亚铁磁体棱型自旋链外场下的热力学性质研究

基于近来有机高分子亚铁磁体在试验上成功的合成，本文采用量子转移矩阵方法，研究一维反铁磁-铁磁自旋1／2棱型自旋链在外场条件下低温下的热力学性质．磁化强度在低温下随外场的变化出现台阶式的平台结构，并表现出三个临界外场值，反映了系统磁相互耦合作用与热力学波动间的相互竞争；同时磁化率在外场下呈现双峰结构，其来源于系统在外场下的能隙和长程序参量的变化．本文的数值结果表明该棱型链与自旋1-1／2海森堡链性质一致．     

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.     

CoFeB/MgO铁磁薄膜超快自旋动力学的微区测量

建立了磁光法拉第效应超快泵浦探测平台,用于高空间分辨率条件下铁磁体系的超快自旋动力学研究。该平台具有亚皮秒量级的时间分辨率,2.0μm的空间分辨率,并且可以任意改变样品表面与磁场的角度。利用该平台对具有各向异性的CoFeB/MgO铁磁薄膜进行了超快自旋动力学研究。激发能量密度的依赖关系表明,超快退磁程度和阻尼因子随着激发能量密度的增加而增大,符合激光带来的热效应,且阻尼因子在低激发密度下可达0.023。实验所得磁化进动频率和反转寿命的外磁场强度依赖关系与基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的理论计算结果吻合。     

自旋S=1和S=1/2海森堡交错自旋系统磁性双结构性质研究

采用双时格林函数方法,通过对由S=1和S=1/2自旋组成的二维反铁磁量子自旋系统基态发散谱的计算,研究了因能隙激发和非能隙激发而引起的磁双结构.在计算结果中,我们得到了Haldane-gap型激发和长程反铁磁序共存.同时,还研究了该系统Haldane态和亚铁磁态之间的竞争.取得的理论结果和Schwinger-boson平均场方法的结果一致,并且和准一维Haldane化合物R2BaNiO5在实验上的发现一致.     

磁场作用下各向异性海森堡反铁磁模型的DMRG数值分析

对一维交换各向异性海森堡反铁磁自旋链XXZ模型系统进行了研究。在施加外磁场环境下,利用密度矩阵重整化群方法计算了零温系统的基态能、纠缠度,得到交换各向异性作用参数和外磁场对该系统由反铁磁态到顺磁态量子相变临界点的影响规律。     

Tb_(0.3)Dy_(0.7-x)Pr_x(Fe_(0.9)Al_(0.1))_(1.95)合金的磁性、磁致伸缩和穆斯堡尔谱

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7-xPrx(Fe0.9Al0.1)1.95(x=0,0.1,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中稀土元素Pr替代Dy对磁性、磁晶各向异性、磁致伸缩和穆斯堡尔谱的影响.对磁化强度和磁致伸缩的测量发现,少量Pr替代有助于降低磁晶各向异性;随着替代量x的增多磁致伸缩减小,x>0.2时超磁致伸缩效应消失.然而,x=0.1时合金的磁致伸缩略大于没有替代的,而且磁致伸缩随磁场更易趋于饱和;同时发现,随着Pr替代量x的增加,饱和磁化强度和Curie温度单调下降,而内禀磁致伸缩急剧增大.多功能磁性测量系统PPMS的研究和Mossbauer效应表明,随着Pr含量的增加,合金中的易磁化轴可能在{110}面上绕主对称轴作微小转动,发生自旋重取向.与Al元素替代效应相比,Pr替代Dy对自旋重取向的影响相对较小.     

纳米磁性存储单元的形状各向异性效应

用OOMMF软件研究了纳米磁颗粒内磁化强度的翻转,对比了磁化强度在各种不同形状的相同材料内的翻转时间,发现在双轴磁晶各向异性材料中磁化强度的翻转特性与材料的形状密切相关.矩形材料的各向异性能够有利于材料内磁化强度更快地翻转,而且可以降低翻转所需的外加磁场强度.     

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.     

一维亚铁磁无序混合自旋链的磁特性的Monte Carlo模拟

基于一维自旋链模型,采用Monte Carlo方法模拟研究了具有反铁磁相互作用的自旋S-1和自旋S-3/2混合的亚铁磁系统的磁特性,重点研究了自旋的无序排列对此混合系统磁特性的影响.研究发现,基态时,当自旋S-1和自旋S-3/2交替混合(有序排列)时,系统存在M-H磁化曲线的阶梯效应;而当自旋S-1和自旋S-3/2无序混合时,系统的阶梯效应出现涨落,台阶甚至消失.最后,通过对系统自旋组态和能量的研究,解释了该混合系统中所产生的阶梯效应和相图.     

磁流变弹性体力学性能的测试与分析

基于单自由度基础激励 ,建立了磁流变弹性体磁致粘弹性的实验测试系统 ,研究其剪切模量及损耗因子与外加磁场间的关系 .并对颗粒磁饱和前后分别考虑局部场及颗粒尺寸的影响 ,修正了磁偶极子模型 ,进而分析了链中颗粒间的间距与磁场引起的磁流变弹性体附加剪切模量之间的关系 ,为磁流变弹性体的优化设计提供理论指导 .     

用两比特海森堡XYZ模型来实现量子稠密编码

文章主要研究磁场对各向异性两比特海森堡XYZ模型中量子稠密编码的影响。通过量子稠密编码信道容量的表达式分析了每个参数对量子稠密编码的影响,我们发现平均耦合常数J+和各向异性参数J-和Jz对稠密编码起积极作用,但是磁场B和b却表现出消极作用。除此以外,在这个模型中磁场起到信道容量对各向异性参数的对称性破坏作用。     

在外磁场中对铁磁体、反铁磁体、亚铁磁体的自旋波谱的讨论

在外磁场中我们用量子理论方法计算了铁磁体、反铁磁、亚铁磁体的自旋波谱,并对自旋波的特点进行了讨论。我们发现亚铁磁体既有类似于反铁磁体的磁序特性,又有类似于铁磁体的波谱特性。     

Anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids

Considering the forces acting on the particles and the motion of the particles, this study uses a numerical simulation to investigate the three-dimensional microstructure of the magnetic fluids in the presence of an external magnetic field. A method is proposed for predicting the anisotropic thermal conductivity of magnetic fluids. By introducing an anisotropic structure parameter which characterizes the nonuniform distribution of particles suspended in the magnetic fluids, the traditional Maxwell formula is modified and extended to calculate anisotropic thermal conductivity of the magnetic fluids. The results show that in the presence of an external magnetic field the magnetic nanoparticles form chainlike clusters along the direction of the external magnetic field, which leads to the fact that the thermal conductivity of the magnetic fluid along the chain direction is bigger than that along other directions. The thermal conductivity of the magnetic fluids presents an anisotropic feature. With the increase of the magnetic field strength the chainlike clusters in the magnetic fluid appear to be more obvious, so that the anisotropic feature of heat conduction in the fluids becomes more evident.     

介质中的电磁能量密度及其损耗

以电磁场理论为基础,从场与介质相互作用的角度详细分析了介质中电（磁）场能量密度的物理意义,将介质中的电磁能量密度分解为电（磁）场能量密度和介质的极（磁）化能量密度.极（磁）化能量密度决定于极（磁）化强度和外场强度.在交变电（磁）场中产生电磁能量损耗的物理机制是,由于非线性介质中的各种阻尼作用,电（磁）偶极矩跟不上外场的变化而出现弛豫损耗,电磁能量被损耗转换为热能.利用极（磁）化能量密度公式导出在简谐交变外场中电磁能量损耗的平均功率密度表达式,该损耗功率密度与介质的相对介电常数（磁导率）的虚部、外场频率和场强的平方成正比.电磁能量密度时变值分解为场能时变值、极（磁）化能时变值和电磁损耗时变值.     

海森堡自旋链中纠缠的双向传输

提出了一种利用开放海森堡铁磁自旋链为信道双向传输量子纠缠的方案．通过对量子信道施加静态磁场．可以实现自旋链两端纠缠的周期性交换．经过一个交换周期的时间演化后,原本属于孤立量子比特和自旋链某一末端粒子之间的纠缠会转换成该量子比特和自旋链另一末端粒子之间的纠缠．分析了交换行为和自旋链长度、磁场、耦合强度、各向异性常数之间的关系．并讨论了由4个粒子构成的简单系统中类似的纠缠交换行为。     

Modulating the magnetic relaxation of lanthanide-based single-molecule magnets

In the area of molecular magnetism,single molecule magnets (SMMs) containing lanthanide elements are of immense scientific and technological interest because of their large energy barriers and high measured hysteresis temperature.Although there has been significant progress in the synthesis and characterization of lanthanide-based SMMs,there are still challenges,for instance,how single-ion anisotropy of lanthanide elements can be exploited,and how zero-field tunneling of magnetization can be suppressed.This article is devoted to the progress in various methodologies for modulating magnetic relaxation,especially in terms of crystal field and magnetic interactions.The crystal field plays a dominant role in creating single-molecule magnets with largely anisotropic f-elements,while the strong coupling between magnetic centers is able to suppress quantum tunneling of magnetization efficiently.     

外磁场下单离子各向异性海森堡铁磁体的低温磁性质

文章运用自旋波理论研究了在外磁场下有单离子各向异性的一维海森堡铁磁体的低温磁性质．通过霍斯坦因一普利马科夫变换得到近似的哈密顿量．详细讨论了磁化强度、磁化率、内能、比热等随温度、各向异性参数和外磁场的变化情况．推导出内能u（t）和比热cm（T）随温度的变化规律u（t）～ta与Cm（T）～tβ,并得出指数a,β与单离子各向异性参数以及外磁场的关系．文章的结果与采用其他理论以及蒙特卡罗模拟所得到的结果相符合．