草酸类分子基磁体在交变外场下相变行为的研究

发布时间：2017-04-30 06:02

  本文关键词：草酸类分子基磁体在交变外场下相变行为的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着配位化学技术的不断发展,由全新的化学合成途径得到的分子基磁性材料因其重要的性能和应用前景成为材料学和配位化学中最活跃的课题。另一方面,Ising模型是研究磁性材料最简单且最具代表性的模型,尤其是人们利用该模型解释了磁性薄膜在交变外场下的非平衡态相变后,对这一模型的研究又成为了一个热点课题。因此利用I sing模型研究分子基磁体在非平衡态下的相变行为对材料设计及研发有着重要的指导意义。本文利用相关有效场理论研究了高自旋Blume-Capel模型(BC模型)在交变外场下的动力学相变。BC模型可以用来描述含有高自旋磁离子(如Fe3+, Mn2+, Ni2+, Cr3+且磁离子受晶场作用的磁性薄膜。研究结果表明：薄膜中磁离子受到的晶场值是决定薄膜材料相变行为的主要因素。当晶场常数取绝对值很大的负值时,系统在低温低外场区会出现混合相区域,这是非平衡态下系统特有的磁现象。模型中考虑的最近邻磁离子间的关联越多,意味着自旋间的热力学涨落越多,混合相区域越窄。对于半整数S=3/2的薄膜材料,系统会出现特殊的一阶有序—有序相变,而对于整数S=1的磁性薄膜则不发生一阶有序—有序相变。这说明磁性薄膜材料中磁离子的自旋值对薄膜材料的相变行为有很大的影响。在BC模型研究的基础上,构造了层状蜂窝晶格结构的混自旋Ising模型描述结构更复杂的草酸根双金属分子基磁体,并研究了其在交变外场下的补偿行为和磁有序温度。当草酸分子基磁体中的金属离子为钒时,化合物的补偿行为由VⅢ离子的层间耦合决定。如果材料的层间距离很大,使得VⅢ离子的层间耦合为零时,材料不会出现补偿温度。另一个决定补偿温度的因素是金属离子在材料中受到的晶场作用,只有这个晶场大于临界晶场时才会出现补偿温度。随着晶场的增强,材料的补偿温度降低,但当晶场足够强后,补偿温度不再受晶场变化的影响。对材料磁有序温度的研究表明,层问耦合越强,磁有序温度越高；晶场越强,磁有序温度越高；外磁场越弱,磁有序温度越高。分子基磁体中的金属离子为铁时,在低外场下化合物的补偿行为不受层间耦合的影响。即使材料的层间距离很大,材料的层间耦合为零时,只要晶场大于临界晶场,铁类分子基磁体仍会出现补偿行为。这一结果表明该种分子基磁体中存在其他更长距离的相互作用。材料的磁有序温度由层间耦合和晶场决定,而这两个值受分子基磁体中的有机阳离子控制。有机阳离子尺寸越大,材料的层间距越大,层间耦合作用减小,磁有序温度降低；有机阳离子的结构越复杂,对称性越好,磁离子受到的晶场作用越强,磁有序温度升高。因此有机阳离子的选择决定了材料最终的磁有序温度。比较钒类分子基磁体和铁类分子基磁体的磁有序温度发现,在相同参数条件下,铁类即自旋值高的分子基磁体比钒类即自旋值低的分子基磁体具有更高的磁有序温度。
【关键词】：Blume-Capel模型 草酸类分子基磁体 非平衡态相变 有效场理论
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-28
• 1.1 磁性基本理论11-14
• 1.1.1 磁性起源11-12
• 1.1.2 材料磁性的分类和微观机理12-14
• 1.2 分子基磁性材料简介14-18
• 1.2.1 分子基磁性材料基本概况14-15
• 1.2.2 分子基磁性材料的研究现状15-18
• 1.3 非平衡态相变研究进展18-26
• 1.3.1 非平衡态相变理论18-19
• 1.3.2 伊辛模型非平衡态相变的相关研究成果19-26
• 1.4 选题背景及内容26-28
• 1.4.1 选题背景26-27
• 1.4.2 本文研究内容27-28
• 第2章 S=1磁性薄膜在非平衡态下的相图28-47
• 2.1 模型哈密顿量28
• 2.2 GLAUBER动力学28-30
• 2.3 相关有效场理论应用30-31
• 2.3.1 微分算符技术30
• 2.3.2 退耦近似30-31
• 2.4 动力学方程31-35
• 2.5 结果与讨论35-45
• 2.5.1 正方晶格结构磁性薄膜的相变35-38
• 2.5.2 蜂窝状晶格结构磁性薄膜的相变38-41
• 2.5.3 与平均场结果和蒙特卡罗模拟结果的比较41-45
• 2.6 本章小结45-47
• 第3章 S=3/2磁性薄膜在交变外场下的相图47-59
• 3.1 模型哈密顿量47
• 3.2 GLAUBER动力学47-48
• 3.3 相关有效场理论应用48-50
• 3.4 结果与讨论50-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 AV~ⅡV~Ⅲ(C_2O_4)_3层状分子基磁体补偿行为和磁有序温度的研究59-71
• 4.1 系统哈密顿量60
• 4.2 相关有效场理论应用60-64
• 4.3 结果与讨论64-69
• 4.3.1 相变温度及补偿温度64-68
• 4.3.2 与平均场结果的比较68-69
• 4.4 本章小结69-71
• 第5章 AFe~ⅡFe~Ⅲ(C_2O_4)_3层状分子基磁体补偿行为和相变温度的研究71-82
• 5.1 系统哈密顿量71-72
• 5.2 相关有效场理论应用72-73
• 5.3 结果与讨论73-80
• 5.3.1 相图及补偿温度73-79
• 5.3.2 与平均场结果的比较79-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第6章 结论82-84
• 参考文献84-97
• 致谢97-98
• 攻读博士期间发表的论文98-99
• 作者简介99

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡更开;颗粒增强高分子基复合材料细观塑性研究[J];复合材料学报;1997年04期

2 徐建强;姜广峰;;二重自由构形导子基的一个算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年06期

3 易回阳,肖建中,甘章华,蒲健;高分子基PTC复合材料的研究及其应用[J];化学研究与应用;2003年06期

4 赵玉清,匡春香,战永复;链状分子基铁磁体[J];中央民族大学学报(自然科学版);1999年02期

5 张斌;朱道本;;分子基导电性磁体(英文)[J];中国科学:化学;2012年06期

6 陈友存,刘光祥;分子基磁体[NCBzPy][Ni(dmit)_2]的合成、表征和磁学性质(英文)[J];合成化学;2004年05期

7 刘光祥,黄荣谊,陈友存;调节层状分子基磁体[NO_2BzQl][FeRu_xFe_((1-x))(ox)_3]的合成与磁性研究[J];合成化学;2004年02期

8 李跃华;杨志毅;;分子基磁性材料的发展和展望[J];大理学院学报;2011年04期

9 刘光祥,陈友存;层状分子基磁体:{[ML][Fe~ⅡFe~Ⅲ(ox)_3·1.5H_2O]}_∞的合成和波谱表征(M=Co~(2+),Mn~(2+))[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年01期

10 周彪;小林昭子;小林速男;;单一组分分子基导体的研究进展[J];化学通报;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 霍莉;李俊然;马淑珍;;分子基电流变材料—几种β-环糊精包合物的合成及电流变性能[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年

2 王秀腾;王哲明;高松;;通过Demko-Sharpless反应构筑一维分子基磁体[A];中国化学会第26届学术年会晶体工程分会场论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 陈素璧;曹子基后人珠海寻根[N];珠海特区报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 石晓玲;草酸类分子基磁体在交变外场下相变行为的研究[D];东北大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 刘川;分子基磁性材料物性研究[D];沈阳工业大学;2008年

2 冯艳;格子基搜索算法解优化问题的一些研究[D];大连理工大学;2006年

3 李健文;分子基磁体的格林函数方法研究[D];华中科技大学;2006年

4 侯亚森;混自旋-2和自旋-5/2蜂窝模型分子基磁体一阶相变的蒙特卡洛研究[D];郑州大学;2014年

5 和来福;具有光、磁和铁电性质的手性分子基稀土功能材料的构筑与研究[D];郑州轻工业学院;2011年

6 胡继祥;零维簇到一维链分子基磁体的设计与研究[D];大连理工大学;2014年

  本文关键词：草酸类分子基磁体在交变外场下相变行为的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：336363