大自旋系统的局域磁性和相变研究

发布时间:2021-08-04 10:50
  近年来,大自旋系统的磁性是量子多体系统中一个备受关注的研究领域。固体材料中的大自旋通常由原子中未配对的电子通过洪特规则耦合形成,另外一个可以实现和模拟大自旋的是光晶格中的超冷原子系统。一些固体电子材料中的强关联效应,例如巡游铁磁性、Mott转变等,在大自旋冷原子系统中很快被重新关注和深入研究了。正是在这样的背景下,本论文在大自旋系统中重新审视和深入研究了 Anderson磁性杂质和Heisenberg局域磁性问题。首先,我们基于Anderson杂质模型对自旋-3/2巡游费米系统的局域磁态形成机制进行了研究。通过理论推导和数值计算得到了基态磁相图,并对各相的局域磁性做了详细讨论。我们发现:与自旋1/2电子系统相比,自旋3/2费米系统的平均场磁相图更加丰富,包含磁相Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,分别对应一个、两个和三个粒子/空穴占据;空穴的磁相区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别对应于粒子的磁相区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,在一定程度上反映了模型的对称性;三个磁相都是四重简并的基态;不同磁相之间的转变是一级相变。其次,我们基于Heisenberg模型对大自旋三维各向同性阻挫反铁磁体的基态磁性和热力学性质进行了研究。计算和讨论了磁化强度、相... 

【文章来源】:北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:91 页

【学位级别】:博士

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大自旋系统的局域磁性和相变研究


图2-1?Anderson杂质模型的基态平均场磁相图(5M/2),该图取自文献⑷

相图,自旋,磁矩,分量


?北京科技大学博士学位论文???6?(Er-E^iu?1??图2-1?Anderson杂质模型的基态平均场磁相图(5M/2),该图取自文献⑷。??,?.1.0?Ra) ̄.?a?a?aaaaaaaaaaaaa ̄??〇?4?i?/?y???:2?4?(^)(or(w_^>Lvv??'?;〇.〇?.,???(b)?□??1.5「?〈《〉=〈?〉+〈?〉#’??\n)1.0?-?□□□□□□□□□□□□□□□??0.5?-?^??m?〇:6?^??m?n?a?'?°?〇??0A:?1?〇_1/??r_i?'??0.2?;?;?s ̄m?u ̄Vs?\??0.0? ̄o?.?i?.?i?.?i?.?i?.?o??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??{Ef-E)IU??■?i??图2-2不同自旋分量的电子占据数、总占据数和局域磁矩随参数??的变化关系。??-5-??

模型图,物理图像,局域,杂质


?大自旋系统的局域磁性和相变研宄???I?Spin?down??27^ ̄== ̄-^?卜夕"??,f??f?^?+?U{ndt)???????—"酬:"?ef??2/^?+?Ej?+U{ndl)??1?Spin?up?E"??图2-3?Anderson杂质模型形成局域磁态的物理图像(半满<?>?=?1)。??Anderson磁性杂质问题不仅拥有有趣的研宄历史,它依然是当前凝聚态??物理学的研究热点。近年来,Anderson磁性杂质被推广到了不同的材料和环??境中:非磁性金属团簇系统[28&]、狄拉克系统[31_35]、二维半导体系统(具有??Dirac型色散关系)[36]、外尔半金属系统[37]以及拓扑超导体[381等;分别研宄??了局域磁态的形成和磁性杂质对系统物理性质的影响。它们都不同于普通块??体金属的抛物线型能带结构,因此形成局域磁矩的条件和物理机制也就不同。??例如文献[28,?29]报道了单个磁性杂质Cr原子嵌入到Au团簇基体中,在??Anderson杂质模型的框架下,实验测量结合理论计算研究了局域磁矩的形成。??与体材料金属基体相比,金属团簇系统具有明显的量子尺寸效应,表现为量??子化的能级和分立态密度。研宄表明杂质自旋磁矩随非磁基体能隙的增大而??单调增大;因此,可以通过改变金属团簇的尺寸调节系统的能隙从而调控杂??质磁矩。文献[30]对Co原子参杂到Nb团簇中形成局域磁矩的机制进行了系??统研宄。实验测得一些团簇是强磁性的,而另一些团簇是完全非磁性的,表??现出很强的尺寸依赖性。这与实验测量到的所有CrAux+团簇[28]都是磁性的结??果形成了明显对比。为了揭示实验结果的

【参考文献】:
期刊论文
[1]Experimental Observation of Spin-Exchange in Ultracold Fermi Gases[J]. 彭鹏,黄良辉,李东豪,孟增明,王鹏军,张靖.  Chinese Physics Letters. 2018(03)
[2]Spin dynamics of high-spin fermions in optical superlattices[J]. 朱少兵,钱军,王育竹.  Chinese Optics Letters. 2017(06)
[3]各向异性铁磁体的共振频率[J]. 孙鑫.  物理学报. 1965(10)
[4]双时间—温度格临函数的二元碰撞展开[J]. 蔡建华,徐宏华.  物理学报. 1965(10)
[5]格林函数对S≥(1/2)情形下反铁磁性理论的应用[J]. 郑庆祺,蒲富恪.  物理学报. 1964(07)



本文编号:3321560

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