双层及多层膜磁性材料磁学及热力学性质研究

论文摘要

由于磁性薄膜材料独特的物理性质,使它成为磁性材料工业中的支柱。当块状磁性材料在某一维度上变得很小时,就成为磁性薄膜材料,其物理性质也有很大的变化。磁性薄膜材料广阔的应用前景引起了各科科学家广泛的关注。因此,研究磁性薄膜的作用机理有很大的意义。本论文中我们运用自旋波理论和推迟格林函数法,研究两种海森堡模型。数值结果显示出,当各向异性系数为零时,四子格双层海森堡系统存在一支（或两支）声频支,三支（或两支）光频支;当各向异性系数不为零时,声频支消失,系统存在四只光频支。当各个格点的自旋值相等时,各层内格点的量子零点振动相等,这体现了系统结构的对称。当层间耦合系数固定时,层内耦合作用愈强,量子零点振动就愈强。此外,研究发现,在量子竞争中,反铁磁交换作用和各项异性系数的影响都很重要。同时,本篇文章详细研究了六子格三层海森堡系统的能谱和能隙。能隙的宽度随层内、层间耦合强度的变化而变化。能隙零点体现了系统的磁对称结构,文中确定了Δωab=0时层间耦合强度的范围。研究结果表明,反（亚）铁磁交换作用对量子零点振动有很大影响。系统的低温磁矩在铁磁层间耦合和反铁磁层间耦合的情况下表现出截然不同的现象。层内低温磁矩的交叉现象受到量子零点震动,热涨落和自旋的影响。最后,本论文研究了三层海森堡系统的低温内能和比热。它们均随温度的上升而增高,随层间、层内耦合作用的增强而减弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磁性薄膜材料的发展
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 实验研究
• 1.2.2 理论研究
• 1.3 选题背景和意义
• 第二章 四子格亚（反）铁磁—亚（反）铁磁双层系统的物理性质
• 2.1 系统模型和哈密顿量
• 2.2 亚（反）铁磁-亚（反）铁磁系统的基态性质
• 2.2.1 能谱
• 2.2.2 基态磁矩
• 2.2.3 铁磁-铁磁双层系统与亚（反）铁磁-亚（反）铁磁双层系统的基态磁矩
• 2.2.4 亚（反）铁磁-亚（反）铁磁双层结构的量子零点振动
• 第三章 三层海森堡亚（反）铁磁—铁磁—亚（反）铁磁系统的物理性质
• 3.1 系统模型和哈密顿量
• 3.2 三层海森堡系统的基态性质
• 3.2.1 能谱和能隙
• 3.2.2 系统的基态量子涨落和低温磁矩
• 3.3 系统的低温性质
• 3.3.1 系统的低温磁矩
• 3.3.2 系统的低温内能和比热
• 第四章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢