对Ba（TiO）Cu 4 （PO 4 ） 4 材料磁性质的研究

发布时间：2025-04-22 21:25

　　本文利用线性自旋波近似研究了最近通过人工合成的一种准二维磁性材料 Ba(TiO)Cu4(PO4)4 中的磁激发。由于 Dzyaloshinsky-Moriya(DM)不对称相互作用在解释这类材料的反常磁性质时扮演了重要的角色,因此我们着重研究了 DM相互作用对这一类材料中的自旋波激发能谱的影响。我们发现此类材料中的自旋波激发能谱强烈地依赖于DM相互作用的方向:DM相互作用在此类二维材料所在平面(a-b平面)上的非零投影分量会在自旋波的激发能谱中打开能隙,而当DM相互作用完全沿着与材料所在平面垂直的轴(c轴)时,自旋波能谱中将不会出现能隙。我们的研究表明DM相互作用与自旋波能谱能隙间的这种联系起因于沿c轴的整体U(1)对称性的自发破缺。除此以外,本文还利用线性自旋波近似,基于Hellmann-Feynman定理,对具有对称性自发破缺的系统,引入了一种计算顺磁-铁磁相变临界磁感应强度的方法。我们将此方法应用于Ba(TiO)Cu4(PO4)4材料中并将所得结果与数值结果进行了比较从而验证了该方法的正确性。

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 Ba(TiO)Cu₄(PO₄)4

    1.2 顺磁-铁磁相变
第二章 Ba(TiO)Cu₄(PO₄)₄中的磁振子激发能谱
    2.1 线性自旋波理论
        2.1.1 哈密顿量和经典磁基态
        2.1.2 哈密顿量的二次形式
        2.1.3 二次形哈密顿量的对角化
    2.2 Ba(TiO)Cu₄(PO₄)₄中的磁振子激发能谱
        2.2.1 D≠0 meV
        2.2.2 D≠0 meV且θ=80°
        2.2.3 D≠ 0且θ=0°
第三章 计算顺磁-铁磁相变临界磁场感应强度的一种方法
    3.1 Hellmann-Feynman定理
    3.2 对称性自发破缺
        3.2.1 历史发展
        3.2.2 Goldstone定理
        3.2.3 Higgs机制
    3.3 计算顺磁-铁磁相变临界磁场感应强度的一种方法
        3.3.1 理论方法介绍
        3.3.2 数值验证
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
附录A SO(3)群与U(n)群
    A.1 群、流形及李群
    A.2 O(3)群与SO(3)群
    A.3 U(n)群
        A.3.1 U(n)群
        A.3.2 U(1)群
参考文献
发表文章目录
致谢



本文编号：4040733

suoshi