多层超晶格磁振子的能隙

论文摘要

本篇论文是应用线性自旋波近似和格林函数技术研究多层超晶格磁学系统的磁振子能隙。对于四层铁磁超晶格体系,发现此体系沿K_x方向存在四条谱线三个能隙。当相间隔层的自旋量子数、相间隔层的各向异性常数、相间隔的层间耦合系数两两相等时,有两个能隙消失。当满足相间隔层的自旋量子数之和相等、各个层间耦合系数相等、相间隔层的各向异性常数之和相等、并且相间隔层的各向异性常数相等时,另一个能隙消失。系统参数偏离上述条件越大,这三个能隙的值也越大。对于四层亚铁磁超晶格体系,沿K_x方向存在四条谱线三个能隙。当第一层、第二层和第三层的自旋量子数之和等于第四层的自旋量子数时,第一个能隙消失,当系统的参数远离该条件时,该能隙值增大,层间耦合系数对该能隙无影响;当自旋量子数满足第一层自旋量子数等于第三层自旋量子数,且第一层自旋量子数与第三层自旋量子数之和等于4倍的第二层自旋量子数等于4/3倍的第四层自旋量子数,层间耦合系数相等时,第二个能隙消失。当第一层、第二层和第三层的自旋量子数之和等于第四层的自旋量子数,且相间隔的层间耦合系数两两相等时,第三个能隙消失。对于五层铁磁超晶格系统,发现此体系存在五条谱线四个能隙。当5个自旋量子数相等,5个层间耦合系数相等时,有两个能隙消失;当5个自旋量子数相等,5个层间耦合系数相等时,或相邻一组层间交换耦合系数为其余层间交换耦合系数取值的2倍时,第三个能隙消失:当自旋量子数满足三个相同,且其余两个自旋量子数取值等于或小于这三个自旋量子数的取值,并且交换耦合系数相等时,或相邻一组层间交换耦合系数为其余层间交换耦合系数取值的1.5倍时,第四个能隙消失。层内交换耦合系数对能隙均无影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 磁性及磁性材料
• 1.1.2 超晶格
• 1.1.3 磁振子的能隙
• 1.2 本论文选题意义及研究方法
• 1.2.1 论文研究意义
• 1.2.2 主要研究方法
• 1.2.3 论文简介
• 第二章 四层铁磁超晶格磁振子的能隙
• 2.1 海森堡模型及其哈密顿量
• 2.2 能隙的理论推导
• 2.2.1 H-P变换及自旋波的线性近似
• 2.2.2 应用格林函数推导能隙
• 2.3 磁学参数对能隙的影响
• 2.3.1 自旋量子数对能隙的影响
• 2.3.2 层内交换耦合系数对能隙的影响
• 2.3.3 层间交换耦合系数对能隙的影响
• 2.3.4 各向异性参数对能隙的影响
• 2.3.5 外磁场对能隙的影响
• 2.4 本章小结
• 12和△ω₃₄的影响'>2.4.1 磁学参数对能隙△ω₁₂和△ω₃₄的影响
• 23的影响'>2.4.2 磁学参数对能隙△ω₂₃的影响
• 第三章 四层亚铁磁超晶格磁振子的能隙
• 3.1 海森堡模型及体系哈密顿量
• 3.2 能隙的理论计算
• 3.2.1 H-P变换及自旋波的线性近似
• 3.2.2 格林函数的应用
• 3.3 磁学参数对能隙的影响
• 3.3.1 自旋量子数对能隙的影响
• 3.3.2 层内耦合系数对能隙的影响
• 3.3.3 层间耦合系数对能隙的影响
• 3.4 本章小结
• 12的影响'>3.4.1 磁学参数对能隙△ω₁₂的影响
• 23的影响'>3.4.2 磁学参数对能隙△ω₂₃的影响
• 34的影响'>3.4.3 磁学参数对能隙△ω₃₄的影响
• 第四章 五层铁磁超晶格磁振子的能隙
• 4.1 海森堡模型及其哈密顿量
• 4.2 能隙的理论计算
• 4.2.1 线性自旋波理论
• 4.2.2 应用格林函数推导
• 4.3 磁学参数对能隙的影响
• 4.3.1 自旋量子数对能隙的影响
• 4.3.2 层内交换耦合系数对能隙的影响
• 4.3.3 层间交换耦合系数对能隙的影响
• 4.4 本章小结
• 12的影响'>4.4.1 磁学参数对能隙△ω₁₂的影响
• 23的影响'>4.4.2 磁学参数对能隙△ω₂₃的影响
• 34的影响'>4.4.3 磁学参数对能隙△ω₃₄的影响
• 45的影响'>4.4.4 磁学参数对能隙△ω₄₅的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢