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自洽平均场理论在一维亚铁磁链中的应用

作　者: 王璐
导　师: 陈斌
学　校: 杭州师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 自洽平均场理论亚铁磁链单离子各向异性热力学性质
分类号: O482.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 16次
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内容摘要

近来,低维磁系统由于存在着许多奇异的物理现在而引起了广泛的关注。讨论不同自旋构成的自旋链的物理现象,特别是由两种不同自旋SA=1,SB=1/2构成的一维海森堡亚铁磁自旋链又是最受关注的领域之一。现在用来研究亚铁磁链的方法很多,主要有自旋波理论,Schwinger Boson平均场理论,修正的自旋波理论和格林函数理论等,这些理论所取得的结果都和实验符合的很好。在本文中主要采用自洽平均场方法,建立一套决定序参量的自洽方程,并在此基础上讨论一维海森堡亚铁磁链的各种性质。本文第一个工作是运用自洽平均场方法对一维各向异性亚铁磁链进行了研究。本文讨论了单离子各向异性参数取值一定时基态能量,能隙,关联长度,自旋偏离算符的平均值随伊辛各向异性参数的变化情况,并且在单离子各向异性参数D为零时的结果与量子蒙特卡罗方法和四阶微扰理论的结果进行比较发现十分符合。本文第二个工作是运用自洽平均场方法研究在外磁场不为零的情况下一维海森堡亚铁磁自旋链的热力学性质。我们通过对加磁场的一维海森堡亚铁磁哈密顿量做平均场,研究了比热随温度t的变化情况,发现在低温情况下比热会出现双峰结构,并且随着温度的增加,两个峰会逐渐变为单峰。亚铁磁自旋链具有两支激发谱,无能隙的铁磁激发谱降低系统的磁化强度,而有能隙的则是反铁磁激发谱,激发谱的这样的构成就导致了低温的比热跟T1/2成正比。同时我们还计算了磁化强度与温度之间的关系,并且发现在磁化强度为0.5时出现了磁化平台,这与实验结果相符合。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
1. 序言  6-10
  1.1 亚铁磁链目前的研究现状  6
  1.2 —维亚铁磁链的研究意义  6-7
  1.3 内容安排  7-8
  1.4 参考文献  8-10
2. 磁性的分类  10-14
  2.1 抗磁性  10
  2.2 顺磁性  10-11
  2.3 铁磁性  11
  2.4 反铁磁性  11-12
  2.5 亚铁磁性  12-13
  2.6 参考文献  13-14
3. 海森堡模型  14-21
  3.1 产生和消灭算符  14-15
  3.2 交换相互作用  15-17
  3.3 海森堡哈密顿量的推导  17-20
  3.4 参考文献  20-21
4. 一维亚铁磁链的自洽平均场理论  21-35
  4.1 HOLSTEIN-PRIMAKOFF变换  21-23
  4.2 理论计算  23-31
  4.3 结果和讨论  31-33
  4.4 参考文献  33-35
5. —维各向异性的亚铁磁链自洽平均场理论  35-51
  5.1 —维各向异性亚铁磁链的哈密顿量  35
  5.2 理论计算  35-44
  5.3 结果和讨论  44-49
  5.4 参考文献  49-51
6. H≠0的一维亚铁磁链自洽平均场理论  51-65
  6.1 引言  51
  6.2 理论计算  51-60
  6.3 结果和讨论  60-63
  6.4 参考文献  63-65
7. 总结  65-66
8. 致谢  66

自洽平均场理论在一维亚铁磁链中的应用

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