多层纳米石墨烯结构的磁化特性及热力学性质研究

发布时间：2017-07-18 06:17

  本文关键词：多层纳米石墨烯结构的磁化特性及热力学性质研究

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【摘要】：近年来,纳米石墨烯由于其独特结构特征,以及特有的物理和化学性质受到了极大的关注,被认为是碳基材料的未来之星。纳米石墨烯在磁学、电子学、传感器、储能、生物医学等诸多领域展现出巨大的应用潜能。理论研究纳米石墨烯结构的磁化特性和热力学性质具有十分重要意义。本文针对双层和三层的纳米石墨烯结构Ising模型,在考虑交换作用、磁晶各向异性和横场的共同作用下,详细研究了各类物理参数对多层石墨烯结构的磁化特性和热力学性质的影响。双层结构的亚铁磁纳米石墨烯在改变上层子格各物理参数时,磁矩均随温度的增加而减小,改变下层子格交换作用bJ、磁晶各向异性bD时,出现了新的曲线类型,即在低温时磁矩随温度变化曲线上出现一个极值然后磁矩迅速减小。这一现象在研究各参数对磁化率的影响中得到证实,随着交换作用、磁晶各向异性及横场的变化,磁化率在某些参数下均出现了含有两个峰值的情况,尤其是在bJ、bD变化时。另外,截止温度曲线的形状各异,截止温度随着磁晶各异性aD(bD)增加而减小,随着横场a?(b?)的增加而减小。内能随着温度的升高而增加并出现拐点,之后增加速度加快。比热曲线同样出现典型的多峰值现象。系统矫顽力随bD和aJ的减小而减小,随a?的减小而增大。各物理参数相互竞争的结果使系统出现亚稳态,导致磁滞回线会出现多个环。三层结构的纳米石墨烯的总平均磁矩曲线的形状受到内部子格的影响较大。在一定物理参数范围内,磁矩曲线也出现了凸起现象,特别是变化层间交换作用abJ时,磁矩出现凸起区域变大的情况。截止温度以及内能比热的变化规律与双层结构的纳米石墨烯相类似。磁滞回线也出现了多环现象。
【关键词】：磁性石墨烯 磁矩 截止温度 内能 磁滞回线
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 纳米石墨烯的简介9-13
• 1.1.1 纳米石墨烯的发现和性质9-10
• 1.1.2 纳米石墨烯的研究进展10-11
• 1.1.3 纳米石墨烯材料的应用前景11-13
• 1.2 Ising模型的简介13
• 1.3 研究方法及内容13-15
• 第2章 双层纳米石墨烯结构的磁化特性和热力学性质15-41
• 2.1 双层纳米石墨烯结构的相关有效场理论15-18
• 2.1.1 模型及哈密顿量15-16
• 2.1.2 相关有效场理论16-18
• 2.2 磁矩和磁化率18-27
• 2.2.1 磁矩和磁化率的公式18-22
• 2.2.2 上层子格物理参数对磁矩和磁化率的影响22-25
• 2.2.3 下层子格物理参数对磁矩和磁化率的影响25-27
• 2.3 截止温度27-31
• 2.3.1 上层子格物理参数对截止温度影响28-30
• 2.3.2 下层子格物理参数对截止温度的影响30-31
• 2.4 内能和比热31-36
• 2.4.1 内能和比热公式31-32
• 2.4.2 上层子格物理参数对内能和比热的影响32-34
• 2.4.3 下层子格物理参数对内能和比热的影响34-36
• 2.5 磁滞回线和矫顽力36-41
• 2.5.1 上下层子格物理参数对矫顽力的影响37-38
• 2.5.2 上下层子格物理参数对磁滞回线环数的影响38-41
• 第3章 三层纳米石墨烯结构的磁化特性和热力学性质41-57
• 3.1 三层纳米石墨烯结构的相关有效场理论41-48
• 3.1.1 哈密顿量41-42
• 3.1.2 磁矩公式42-44
• 3.1.3 外部子格物理参数对磁矩和磁化率的影响44-47
• 3.1.4 层间交换作用对磁矩和磁化率的影响47-48
• 3.2 截止温度48-50
• 3.2.1 外部子格物理参数对截止温度的影响48-50
• 3.2.2 层间交换作用对截止温度的影响50
• 3.3 内能和比热50-53
• 3.3.1 外部子格物理参数对内能和比热的影响50-52
• 3.3.2 层间交换作用对内能和比热的影响52-53
• 3.4 磁滞回线53-57
• 3.4.1 外部子格物理参数对磁滞回线的影响53-55
• 3.4.2 层间交换作用对磁滞回线的影响55-57
• 第4章 结论57-59
• 参考文献59-63
• 在学研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 冯丽雅;辛子华;王吴韬;;一维钻石链反铁磁Ising模型磁化的模拟[J];计算物理;2010年04期

2 张志东;;伊辛模型的研究进展简介[J];自然杂志;2008年02期

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中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 幺金丽;周平衡;薛德胜;;铁铬氰化物分子磁体纳米线阵列的制备和磁性研究[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年

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本文编号：556383