發(fā)布時(shí)間：2021-04-11 20:39

　　低維量子磁體由于其基態(tài)的新穎性及其與高溫超導(dǎo)的關(guān)系而受到了人們的廣泛關(guān)注。對(duì)于準(zhǔn)一維反鐵磁體,人們把很多的注意力集中在準(zhǔn)一維S=1/2海森堡鏈材料上,這些材料經(jīng)歷了自旋-派爾斯相變到二聚化單重態(tài)基態(tài)的轉(zhuǎn)變。對(duì)于這些存在自旋-派爾斯相變的材料的高質(zhì)量單晶研究能夠極大地豐富我們關(guān)于量子基態(tài)性質(zhì)的研究,甚至在對(duì)這些材料進(jìn)行非磁性摻雜時(shí),它們可能會(huì)發(fā)生金屬態(tài)到絕緣體的轉(zhuǎn)變,并且可能顯示出超導(dǎo)性。而氯氧化鈦（TiOCl）作為一種有間隙基態(tài)的準(zhǔn)一維自旋1/2量子磁體,非常具有進(jìn)一步研究的價(jià)值。拉曼光譜是一種能夠準(zhǔn)確、便捷地對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的測(cè)試手段,而且從拉曼光譜中我們可以得到材料的某些磁性信息。我們采用拉曼光譜來對(duì)TiOCl單晶進(jìn)行測(cè)試,從而了解其在溫度變化和在壓力變化下出現(xiàn)的相變。我們通過化學(xué)氣相傳輸法（CVT）成功制備了TiOCl單晶,通過掃描電鏡（SEM）表征了材料的形貌,通過X射線衍射儀（XRD）表征了材料的結(jié)構(gòu),通過能譜儀（EDS）表征了材料的成分,從而表明單晶質(zhì)量較好。然后,通過磁學(xué)性質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)（MPMS）對(duì)TiOCl單晶的磁性進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,得到了不同磁場(chǎng)下的磁化率曲線,發(fā)現(xiàn)在... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三種只考慮最近鄰反鐵磁交換作用的低維自旋結(jié)構(gòu)示意圖[10]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-能隙，而具有整數(shù)自旋的低維體系卻存在單重基態(tài)，且激發(fā)態(tài)存在能隙[38]。出現(xiàn)這種差別的原因是費(fèi)米子和玻色子之間在本質(zhì)上的區(qū)別，其交換作用的不同也導(dǎo)致對(duì)磁激發(fā)的影響。盡管理論預(yù)言了S=1/2海森堡反鐵磁自旋鏈為無能隙激發(fā)，但是實(shí)際上，仍然在一些實(shí)驗(yàn)中觀察到了與之相悖的現(xiàn)象，比如CuGeO3和TiOCl，它們都會(huì)由于一維系統(tǒng)的不穩(wěn)定性而發(fā)生自旋-派爾斯相變，從而導(dǎo)致打開能隙。低維磁體中的磁各向異性會(huì)使其性質(zhì)變得豐富，比如出現(xiàn)復(fù)雜的相圖，以BaCo2V2O8為例[39]，該材料在沿c軸方向外加磁場(chǎng)的作用下會(huì)出現(xiàn)不同的磁相變，如圖1-2所示。圖1-2BaCo2V2O8的溫度-磁場(chǎng)相圖[39]而且，對(duì)于低維磁體來說，它們的典型磁化率也會(huì)有所不同，如圖1-3所示，由于短程相互作用的存在和自旋空間對(duì)稱性的影響，導(dǎo)致其磁化率曲線在高溫段會(huì)有一個(gè)寬峰的存在[40]，準(zhǔn)一維自旋鏈在高溫部分的磁化率可用公式1-4來表示：TkETCTBiexp（1-4）式中Ei——系統(tǒng)在該狀態(tài)下的能量；C——居里常數(shù)；kB——玻爾茲曼常數(shù)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-此公式所描述的函數(shù)曲線形狀即為磁化率在高溫段處顯示的隨溫度降低的先增大再減校圖1-3低維磁體的典型磁化率[40]一維自旋系統(tǒng)指的是材料中的磁性原子按照線性進(jìn)行排列所形成的一維自旋鏈。這里以D來表示自旋的維度，對(duì)于一維體系來說，如果形成的一維自旋鏈中的自旋方向都朝著同一個(gè)方向，那么這樣的自旋叫做Ising自旋（D=1）；如果一維自旋鏈的自旋朝向?yàn)槊鎯?nèi)的任意方向，那么這樣的自旋就叫做XY自旋（D=2）；如果一維鏈的自旋朝向不受限制，可以朝向三維空間中的隨意某個(gè)方向，那么這樣的自旋叫做Hersenberg自旋（D=3）。圖1-4中所示為四種比較常見的一維自旋磁體的結(jié)構(gòu)示意圖：a)線性鏈化合物Y2BaNiO5[41]、b)Zigzag鏈化合物SrGdO4[42]、c)鉆石鏈化合物Cu3(CO3)2(OH)2[43]和d)鋸齒鏈化合物Rb2Fe2O(AsO4)2[44]。圖1-4四種常見一維材料的自旋結(jié)構(gòu)[41-44]a)Y2BaNiO5b)SrGdO4c)Cu3(CO3)2(OH)2d)Rb2Fe2O(AsO4)2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]長(zhǎng)鏈間距準(zhǔn)一維Cs2Cr3As3中的超導(dǎo)電性（英文）[J]. 湯章圖,鮑金科,王震,白樺,蔣好,劉藝,翟會(huì)飛,馮春木,許祝安,曹光旱.  Science China Materials. 2015(01)



本文編號(hào)：3131923