关于海森堡反铁磁链材料LiVGe2O6的有限温度相变研究

摘要

1983年，Haldane预言整数自旋的海森堡反铁磁链体系的第一激发态与基态之间存在能隙，而半整数自旋的海森堡反铁磁链的磁激发谱由于拓扑项的存在导致能隙消失。自此，整数自旋的海森堡反铁磁链系统逐渐成为凝聚态物理的研究热点。实验上，Haldane所预言的能隙已在多种自旋s=1的反铁磁链材料中被观测到，LiVGe2O6就是其中之一。LiVGe2O6的磁化率以及核磁共振实验结果表明该材料在临界温度约为22K时由顺磁相转变为反铁磁Néel相，且低温磁激发谱在基态与三重激发态之间存在能隙。我们在已有哈密顿量的基础上运用低能场论模型-Ginzburg-Landau理论来描述这一反铁磁链材料，并运用Ginzburg-Landau理论讨论了LiVGe2O6由于自发对称性破缺导致的有限温度相变问题以及低温下LiVGe2O6的磁化率随温度的变化情况。我们运用Mathematica对理论结果进行编程计算，与实验数据点拟合的极好。我们的计算结果还表明体系在临界温度22K处发生的是量子扰动引发的一级相变。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 物质磁性的研究历程及分类

1．1．1 物质磁性的研究历程

1．1．2 物质磁性的分类

1．2 固体的磁性

1．2．1 原子的磁性

1．2．2 物质的抗磁性和顺磁性简介

1．2．3 自由电子的泡利顺磁性和朗道抗磁性

1．2．4 物质磁性的应用

1．3 外斯分子场理论和海森堡模型

1．3．1 外斯分子场理论

1．3．2 海森堡模型

1．4 确定磁激发谱的实验方法

1．5 物质反铁磁性的研究

1．5．1 物质反铁磁性的基本特征

1．5．2 低维反铁磁性的研究

1．6 本章小结

第2章 LiVGe2O6的晶体结构与制备方法

2．1 LiVGe2O6的晶体结构

2．2 LiVGe2O6的晶体的制备

2．3 本章小结

第3章 LiVGe2O6的低能场论模型

3．1 自旋波理论

3．2 O(3)非线性σ-模型

3．3 GL理论

3．4 本章小结

第4章 LiVGe2O6有限温度相变及磁化率的研究

4．1 LiVGe2O6有限温度相变的研究

4．2 LiVGe2O6有限温度磁化率的计算

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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