自旋-1/2量子罗盘链的量子相与相变

基于矩阵乘积态表述的无限时间演化块算法,研究了具有x,y,z三个自旋方向的轨道自由度和轨道序竞争的量子罗盘自旋链模型.为了刻画该模型的量子相和相变,计算了基态能量、局域序参量、弦关联序参量、临界指数、冯诺依曼熵、有限纠缠标度和中心荷.结果表明:该量子基态相图由条纹反铁磁相、反铁磁相、单调奇数Haldane相和振荡奇数Haldane相构成.从条纹反铁磁相到反铁磁相,以及从单调奇数Haldane相到振荡奇数Haldane相发生了非连续相变;从振荡奇数Haldane相到条纹反铁磁相,以及从反铁磁相到单调奇数Haldane相发生了连续相变;连续相变线和非连续相变线的交点是多临界点.此外,连续相变点处的临界指数β=1/8和中心荷c=1/2表明连续相变的普适类属于Ising类.由此揭示了该模型量子基态相图的本性,对今后研究更高自旋以及更为复杂轨道序竞争的量子罗盘链模型的量子相与相变具有一定借鉴与参考意义.     

铁磁─反铁磁双层系统低温特性(英文)

采用自旋波的理论研究反铁磁层间耦合强度和不同自旋值对铁磁—反铁磁双层系统磁性质的影响，在层间反铁磁耦合情况下．得出了不同自旋值时每层子晶格交叉点的温度，在低温下表现出量子效应。     

Co-Ni/FeMn双层膜中磁化强度对交换偏置的影响

固定CoNiFeMn双层膜中反铁磁层的厚度,改变CoNi铁磁层的成分来调节磁化强度,从而研究铁磁层的饱和磁化强度对CoNiFeMn双层膜中交换偏置的影响.研究表明,CoNiFeMn界面的交换耦合能U不是一个常量,而是随(MFM)12的增加而线性增加.其原因是铁磁层磁矩通过界面相互作用在反铁磁层中形成的局域交换磁场,在磁场冷却时影响反铁磁层的自旋结构或磁畴结构及双层膜中的交换偏置 关键词： 交换偏置 磁化强度     

铁磁纳米线中磁化强度的磁怪波

本文介绍了铁磁纳米线中磁化强度的一些新激发态,包括各向同性铁磁的Akhmediev呼吸子、Kuznetsov-Ma孤子和怪波、自旋极化电流驱动下各向异性铁磁纳米线中的怪波动力学.在各向同性情况下,展示了形如四片花瓣的磁孤子的空间周期过程和自旋波背景的局域化过程;在极限情况下,得到了磁怪波解并阐明了其形成机制.在各向异性情况下,发现怪波的产生主要源于中心的能量积累和快速弥散;此外,怪波还具有不稳定性,它和自旋波背景间的能量与磁振子的交换可以通过自旋极化电流来调控.     

Slater绝缘体的磁性和能带计算研究

Slater相变是一种由于反铁磁序形成而导致的金属—绝缘体相变.本文采用第一性原理密度泛函计算方法研究了两种Slater绝缘体材料NaOsO_3和Cd_2Os_2O_7的电子结构,进而研究了反铁磁序排列、自旋轨道耦合和电子关联对其电子结构以及相变性质的影响.研究结果表明,非磁相的NaOsO_3具有金属性;而G型线性反铁磁结构是驱动NaOsO_3发生Slater相变的磁基态.此外,研究结果表明,非磁相的焦绿石Cd_2Os_2O_7的能带结构在费米能级处是连续的,表现为金属性;并且带有磁阻挫的Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的条件十分苛刻,只有在自旋轨道耦合和1.8 eV电子关联的共同作用下一种全进—全出非线性反铁磁结构才能使其发生Slater相变.说明全进—全出非线性反铁磁结构是使Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的磁基态,而自旋轨道耦合和1.8 eV的电子关联在消除磁阻挫上起到了关键作用.     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波北大核心CSCD

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波.求出了自旋磁子和自发磁化强度.用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级.特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级.     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波.求出了自旋磁子和自发磁化强度.用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级.特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级.     

阻挫诱导的亚铁磁性Heisenberg系统中的量子相变

利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究磁性阻挫对一种S=1/2准一维反铁磁自旋链但却具有亚铁磁性的Heisenberg系统基态的影响.计算了单个晶胞的基态能、自旋关联函数以及自旋能隙.研究表明这种Heisenberg自旋系统的基态随着阻挫α的增强将从磁有序相变化到自旋无序相,并且伴随着自旋能隙的出现,量子相变点为α≈0.412.同时线形链上格点间自旋长程关联值的计算结果表明在磁有序区间体系的磁有序性质随着α的增强而减弱,阻挫在0≤α< 关键词： 准一维反铁磁自旋链 亚铁磁性 密度矩阵重整化群 自旋能隙     

具有格点各向异性的一维铁磁链中的量子孤子和内禀局域模(英文)

基于Hartree-Fock方法和多标度方法,我们考察了具有格点各向异性的一维铁磁链中的量子孤子和内禀局域模,量子磁振子的波函数由量子包络孤子来描述.在布里渊区边界,量子包络孤子变成了量子内禀局域模,它的量子本征频率在简谐波带的顶部上方,量子磁振子主要集中在中心位置j=j0的附近.     

一维铁磁链中量子孤波的能级和磁矩

使用Hartree近似和一种简化的准离散多标度方法,研究了具有交换作用和经典磁矩相互作用的一维铁磁链中的量子孤波解. 这种一维铁磁链中不仅存在着运动的量子孤波,也存在着静态的量子孤波(即量子内禀局域模).利用所获得的量子孤波解,进一步研究了量子孤波的能级和由量子孤波所携带的磁矩. 研究表明,量子孤波的能量和磁矩都是量子化的,这些结果为正确理解磁性材料中像磁滞回线的量子台阶等宏观量子特性提供了一条可能的途径.     

磁场中的拓扑绝缘体边缘态性质

用数值方法研究了拓扑绝缘体薄膜体系在外加垂直磁场 作用下其边缘态的性质. 磁场的加入通过耦合k+eA, 即Peierls势替换关系和 该作用导致的Zeeman交换场体现在哈密顿量中. 考虑窄条圆环状结构的二维InAs/GaSb/AlSb薄膜量子阱材料, 当其处于拓扑非平庸状态, 即量子自旋霍尔态时, 会出现受时间反演对称性保护的两支简并边缘态, 而在垂直磁场的作用下, 时间反演对称性被破坏, 这时能带将形成一条条的朗道能级, 原来简并的两支边缘态也会分开到朗道能级谱线的两侧, 从电子态密度的空间分布情况则可以看到边缘态分别局域在材料的两个边界. 随着磁场的增大, 位于同一边界上的不同 自旋极化的边缘态将出现分离: 一支仍然局域在边缘, 另一支则随外加磁场的增加而有逐渐演化到材料内部的趋势. 文中还计算了同一边界上的两支边缘态之间的散射, 结果表明由于两个边缘态在空间发生分离, 相互之间的散射被很大的压制, 得到了其散射随磁场增加没有明显变化的结论, 所以磁场并不会增强散射过程, 也没有破坏体拓扑材料的性质, 说明了量子自旋霍尔态在没有时间反演对称的情况下也可以有较强的稳定性.     

在一维均匀铁磁链中磁振动的内禀局域模

利用多标度方法和准离散近似,我们考察了在一维均匀铁磁链中磁振动的内禀局域模; 结果表明磁振动的内禀局域模在许多方面都与晶格振动的内禀局域模相类似;它们是近邻自旋之间非线性相互作用的结果.这种内禀局域模的存在并没有破坏系统的平移对称性,它们能在任何晶格位被激发.它们的量子本征频率在简谐磁振动频带的上方.     

(La1-xCex)2/3Ca1/3MnO3体系的输运性质和反常磁特性研究

本文报告了对Ce掺杂锰氧化物(La1-xCex)2/3Ca1/3MnO3 (x=0～1.0)系列样品的输运特性和反常磁特性的研究结果.实验表明,Ce掺杂对Tc有明显的抑制作用,整体上电阻率随Ce掺杂含量增加而上升,在外加磁场时表现出极大的磁电阻效应.磁化强度随温度变化的曲线出现了两个转变,高温处对应于Mn离子磁矩的铁磁金属转变,低温处的转变则对应于Ce离子磁矩自旋有序排列的形成.表明Ce掺杂引起样品中铁磁双交换作用和反铁磁超交换作用之间的竞争,Ce离子与Mn离子有很强的相互作用.随Ce掺杂含量的增加,铁磁有序转变温度下降,而反铁磁有序转变温度则向高温处移动,铁磁区域明显减小.     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波。求出了自旋磁子和自发磁化强度。用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级。特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级。     

光格中玻色-爱因斯坦凝聚的自旋磁子和自旋波

研究了一维光格中旋量玻色—爱因斯坦凝聚体的自旋磁子和自旋波。求出了自旋磁子和自发磁化强度。用经典方法求得了均匀体系的自旋波和能级以及激光调制下的自旋波和能级。特别是在连续极限近似下,求得了马丢函数波及其能级。     

LiFeAs超导体中磁性与声子软化

运用第一性原理密度泛函理论研究了铁基超导体LiFeAs的电子结构和声子谱.计算得到的LiFeAs基态具有涨落的条型反铁磁构型.通过比较LiFeAs在非磁态与条形反铁磁态下的声子态密度,发现,LiFeAs中各向异性自旋互作用的竞争产生了不稳定的自旋密度波和部分晶格位置弛豫,导致Fe和As原子振动模式的软化,从而提高电声子耦合强度.因此,自旋-声子互作用对非常规超导电性有重要贡献. 关键词： 铁基超导体 反铁磁序 超导电性 电声子耦合     

序参量守恒的反铁磁分子晶体的非线性集体激发

采用双子格模型和相干态表示，考虑磁－声子耦合作用和磁子间的相互作用，研究了序参量守恒的一维反铁磁分子晶体ＣｅＡｓ在外磁场存在下的非线性集体激发特性，并求了孤立子能量、质量和自旋的空间组态，给出在一维序参量守恒的反铁磁分子晶体ＣｅＡｓ中出现的非线性磁子局域特性。     

铁基超导体中的长程反铁磁序

文章回顾了用中子散射技术对铁基超导体中所存在的三维长程反铁磁序进行研究的进展.大多数铁基超导体母体的晶体结构在温度降低时都经历了从四方相变化到正交相或单斜相的结构相变.在此相变温度之下,自旋系统也从顺磁变化到三维长程反铁磁.在掺杂之后,结构相变和磁相变都被压制,而超导则最终出现.文章详细介绍了各种母体中的三维反铁磁结构及其自旋波频谱,并讨论了掺杂对反铁磁相变和晶格相变的影响.     

海森堡XYZ自旋链系统的热纠缠与局域量子不确定性研究

研究了热平衡温度,自旋交换相互作用,Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用及外加非一致性磁场对两比特海森堡XYZ自旋链量子系统的热纠缠与局域量子不确定度的影响,对比分析了并发度量子纠缠与局域量子不确定度描述自旋链系统量子关联的差别.结果表明自旋链系统的量子纠缠在热平衡温度,DM相互作用及外加磁场的非一致性参数的变化情况下均会出现纠缠突然死亡的再生现象,而自旋链系统的局域量子不确定度随着这些参数呈连续变化现象.并且,自旋交换相互作用,DM相互作用及外加横向磁场作用强度较小时,他们的变化对自旋链系统的量子纠缠与局域量子不确定度的影响有着明显的差别.     

金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控

为了研究反铁磁基体中掺杂的金属离子对交换偏置效应的影响, 本文采用非均相沉淀法制备了纳米复合材料. X射线衍射图(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM) 照片清晰表明CuO纳米复合样品具有统一的颗粒尺寸, 约为80 nm. 通过体系中掺杂磁性金属离子Ni和Fe, 实现了亚铁磁MFe₂O₄ (M=Cu, Ni)晶粒镶嵌在反铁磁(AFM) CuO 基体中. 在CuO基体中加入少量的Ni能改变两相交界面的磁无序从而生成类自旋玻璃相, 相应提高对铁磁相磁矩的钉扎作用. 同时, 场冷过程中反铁磁相内形成磁畴, 冻结在原始状态或磁场方向上, 畴壁也起到钉扎铁磁自旋的作用, 进而提高交换偏置效应. 随后加入的Ni 会生成各向异性能较大的NiO, 也能够提高交换偏置场. 在带场冷却下, 所有样品均发生垂直交换偏置, 也证明了样品在场冷过程中形成了自旋玻璃相, 正是由于亚铁磁与自旋玻璃相界面上的磁交换耦合, 才导致回线在整个测量范围内发生了向上偏移. 零场冷却和场冷却(ZFC/FC)情况下磁化强度与温度变化曲线(M-T)说明在这些复合材料中的交换偏置效应是由于存在亚铁磁颗粒和类自旋玻璃相界面处的交换耦合作用. 研究发现随着持续掺杂Ni离子, 交换偏置场先缓慢增加后又急剧增加, 生成各向异性能高的反铁磁相NiO 和反铁磁相内的畴态组织是这一结果的原因.