掺杂及磁电耦合对量子顺电体的影响

摘要

本文从最典型的量子顺电体SrTiO<,3>出发,基于横场伊辛模型研究了Ba<'2+>的掺杂对其介电性质及相变性质的影响,发现Ba<,x>Sr<,1-x>TiO<,3>的性质由纯的BaTiO<,3>和SrTiO<,3>的性质综合决定.进而发展Jassen一维畴壁运动理论至三维用电序参量和自旋关联的相互作用来计入EuTiO<,3>中磁和介电性质之间可能的耦合,运用平均场近似下的软模理论、谐振动的二次量子化表示及海森堡模型讨论了该耦合对软模频率的影响.我们发现磁和电序参量的耦合导致软模频率在尼尔温度附近的异常,从而导致其特殊的介电性质.在此基础上,在横场伊辛模型的框架下进一步讨论了Ba<'2+>掺杂的EuTiO<,3>的磁电性质及热力学性质.我们发现Ba<,x>Eu<,1-x>TiO<,3>(0≤x≤0.2)的介电常数和由内禀的偏置导致的电极化除了随杂质浓度产生相应的变化,同时在磁和介电性质的耦合作用影响下在低温下偏离通常的量子顺电体行为,在尼尔温度附近出现异常,且磁场通过对最近邻自旋关联的作用来影响介电常数和电极化.同时,耦合作用对磁系统也有影响,随着杂质浓度的增加,耦合作用对磁系统的影响增强.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

§1.1实验研究概况

§1.2理论研究进展

§1.3本文的主要工作

第二章量子顺电体中的量子涨落及介电常数

§2.1量子顺电体中的量子涨落

§2.2量子顺电体中的介电常数

§2.3结论

第三章横场伊辛模型框架下BaxSr1-xTiO3的相变性质

§3.1模型与分析

§3.2数值计算结果与讨论

§3.3结论

第四章量子顺电体EuTiO3中可能的耦合机制及其对软模行为的影响

§4.1模型和公式

§4.2结果和讨论

§4.3结论

第五章TIM框架下EuTiO3中的耦合机制及其对介电常数的影响

§5.1模型和公式

§5.2结果和讨论

§5.3结论

第六章TIM框架下BaxEu1-xTiO3中的耦合机制及热力学性质

§6.1模型和公式

§6.2结果与讨论

§6.3结论

参考文献

硕士期间论文发表情况

致谢