本文關(guān)鍵詞：阻挫自旋系統(tǒng)的第一性原理計(jì)算

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【摘要】：在一些反鐵磁自旋系統(tǒng)中,由于存在激烈競(jìng)爭(zhēng)的相互作用,在低溫下不存在一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)典構(gòu)型可以同時(shí)滿足所有的相互作用都處于最低能量,長(zhǎng)程磁序的發(fā)展受到了強(qiáng)烈的抑制,因此在這些系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)一些新奇的相和臨界行為。本論文主要通過(guò)經(jīng)典和量子蒙特卡洛方法對(duì)這些具有新奇相變和低溫性質(zhì)的自旋系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,本文研究了在燒綠石(pyrochlore)晶格上SU(2)對(duì)稱性的1/2自旋的反鐵磁量子海森堡模型的低溫性質(zhì),并在這一阻挫量子自旋系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了自旋冰狀態(tài)。本工作中采用的研究方法是基于費(fèi)曼圖展開(kāi)的圖形蒙特卡洛方法,并采用了粗化圖形技術(shù)對(duì)圖形進(jìn)行了部分求和,這個(gè)第一性原理的數(shù)值計(jì)算方法在溫度低至T/J=1/6為止都有很好的收斂性。我們?cè)诘蜏叵碌撵o態(tài)結(jié)構(gòu)因子中發(fā)現(xiàn)了自旋冰態(tài)的一個(gè)明顯的標(biāo)志——領(lǐng)結(jié)形圖案和特殊的準(zhǔn)奇異點(diǎn)：通過(guò)對(duì)比量子海森堡模型,經(jīng)典海森堡模型和經(jīng)典伊辛模型在同一晶格上的靜態(tài)結(jié)構(gòu)因子函數(shù),我們發(fā)現(xiàn)了非常精確的量子-經(jīng)典模型對(duì)應(yīng)關(guān)系；同時(shí),我們通過(guò)數(shù)值解析延拓方法獲得了實(shí)頻率動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)因子,并從中發(fā)現(xiàn)了自旋子的耗散動(dòng)力學(xué)能譜,這與自旋冰態(tài)中的激發(fā)子性質(zhì)相一致。然后,本文研究了反鐵磁Potts模型在一些三角面晶格上的相變性質(zhì),并發(fā)現(xiàn)在其中一個(gè)子晶格的配位數(shù)為4的歐拉平面三角面晶格上,反鐵磁4態(tài)Potts模型具有有限溫的連續(xù)相變.進(jìn)一步預(yù)測(cè)了該相變的普適類。我們分別用轉(zhuǎn)移矩陣方法和蒙特卡洛方法對(duì)這類晶格中的兩個(gè)例子,union jack晶格和bisected hexagonal晶格,進(jìn)行了數(shù)值模擬,數(shù)值結(jié)果證實(shí)了有限溫相變的存在。更進(jìn)一步,我們構(gòu)造了一系列三角面和四邊形面晶格,并發(fā)現(xiàn)在這類晶格上對(duì)于任意大的q值,反鐵磁Potts模型都存在有限溫相變。在這類歐拉三角面晶格上的低溫有序態(tài)在晶格的一類子晶格上發(fā)展出了磁序,而在其他格點(diǎn)上無(wú)序,這一相變的機(jī)制被解釋為由于固定一個(gè)子晶格上自旋的取值后可以使其他子晶格上的自旋構(gòu)型獲得更大的熵,因此系統(tǒng)會(huì)在熵的驅(qū)動(dòng)下選擇部分有序態(tài)而不是完全無(wú)序,這與普通熱力學(xué)系統(tǒng)中由溫度驅(qū)動(dòng)的相變有很大不同。這一結(jié)果同樣通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣和蒙特卡洛方法得到了數(shù)值上的證實(shí)。最后,本文研究了Ashkin-Teller模型的一個(gè)特殊的無(wú)窮大相互作用極限下的相變性質(zhì),并展示了Hintermann-Merlini-Baxter-Wu模型(Baxter-Wu模型在歐拉三角面晶格上的推廣)與這一AT模型的映射關(guān)系。本章給出了Hintermann-Merlini-Baxter-Wu模型與幾類AT模型間的映射關(guān)系,其中包括了標(biāo)準(zhǔn)的Ashkin-Teller模型,混合Ashkin-Teller模型以及無(wú)窮大相互作用極限下的AT模型。最后,我們得到了無(wú)窮相互作用極限下的反鐵磁Ashkin-Teller模型在正方晶格,三角晶格,六角晶格,以及kagome晶格上的相圖。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O469

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陶潤(rùn)康;理想自旋系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)討論[J];湖州師專學(xué)報(bào);1986年S1期

2 繆希茄,韓秀文,胡皆漢;強(qiáng)偶合自旋系統(tǒng)的積算符理論[J];中國(guó)科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué));1993年04期

3 劉林森;局域自旋系統(tǒng)中的集團(tuán)恒等式[J];河北師范大學(xué)學(xué)報(bào);1995年S1期

4 俞攸紅;諧振磁場(chǎng)中自旋系統(tǒng)的演化和幾何相因子[J];科技通報(bào);2000年02期

5 劉志宏,鄧風(fēng),丁尚武;固體中半整數(shù)四極核的自旋擴(kuò)散[J];波譜學(xué)雜志;2004年01期

6 施德民;;論自旋[J];南京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

7 許晶波,錢(qián)鐵錚,高孝純;一般自旋系統(tǒng)的不變量理論和Aharonov-Anandan相因子[J];科學(xué)通報(bào);1991年11期

8 翁小明;李振亞;;無(wú)規(guī)場(chǎng)作用下的混合自旋系統(tǒng)[J];蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));1991年03期

9 許晶波,高孝純;非厄密高自旋系統(tǒng)的演化和復(fù)Aharonov-Anandan相因子[J];科學(xué)通報(bào);1994年12期

10 孫洪祥;自旋系統(tǒng)的隨機(jī)單調(diào)性與正相關(guān)性[J];應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì);1994年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 繆希茄;韓秀文;胡皆漢;;強(qiáng)偶合自旋系統(tǒng)的積算符理論[A];第七屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1992年

2 高漢賓;;含等價(jià)核的自旋系統(tǒng)躍遷數(shù)目的計(jì)算[A];第八屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1994年

3 楊培強(qiáng);黃永仁;周元聰;;酸性磷脂酶A2自旋系統(tǒng)的初步歸屬(摘要)[A];第七屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1992年

4 魏達(dá)秀;羅軍;孫獻(xiàn)平;曾錫之;劉買(mǎi)利;丁尚武;;無(wú)直接耦合自旋之間的量子信息傳遞及實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)[A];湖北省物理學(xué)會(huì)、武漢物理學(xué)會(huì)成立70周年慶典暨2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

5 丁尚武;郭建新;葉朝輝;;具有快速重新取向的自旋系統(tǒng)的CPMAS Hartmann-Hahn匹配條件[A];第七屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1992年

6 黃曉理;王林成;衣學(xué)喜;;耦合量子系統(tǒng)的Brayton循環(huán)[A];第十六屆全國(guó)量子光學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)報(bào)告摘要集[C];2014年

7 高漢賓;;核磁共振相互作用表象研究[A];第十三屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉霞;美揭示量子自旋液體的存在機(jī)理[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 類淑國(guó);若干一維自旋鏈中量子關(guān)聯(lián)的研究[D];南京師范大學(xué);2016年

2 黃遠(yuǎn);阻挫自旋系統(tǒng)的第一性原理計(jì)算[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 李春先;自旋鏈系統(tǒng)的量子子信息理論研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 秦勇;規(guī)則分形結(jié)構(gòu)上自旋模型系統(tǒng)臨界行為的研究[D];北京師范大學(xué);1991年

5 蘇曉強(qiáng);一維自旋系統(tǒng)中的量子糾纏[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

6 郝翔;固態(tài)自旋系統(tǒng)中的量子糾纏和量子計(jì)算[D];蘇州大學(xué);2008年

7 李嵩松;原子玻色—愛(ài)因斯坦凝聚中自旋壓縮的相干控制[D];湖南師范大學(xué);2011年

8 黃海林;低維自旋系統(tǒng)的量子糾纏與磁學(xué)性質(zhì)[D];華中科技大學(xué);2010年

9 任杰;固態(tài)自旋系統(tǒng)中的量子糾纏和量子相變[D];蘇州大學(xué);2009年

10 施小鋒;拓?fù)渥孕到y(tǒng)中的量子相變[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 侯雪;旋量F=1的玻色凝聚體的量子漲落與自旋壓縮[D];太原理工大學(xué);2016年

2 徐玉良;鉆石型等級(jí)晶格上量子自旋系統(tǒng)熱糾纏的研究[D];曲阜師范大學(xué);2012年

3 翟孝月;一維自旋系統(tǒng)的熱糾纏[D];南京師范大學(xué);2007年

4 李銀芳;Dzyaloshinskii-Moriya相互作用下一維隨機(jī)自旋系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)[D];曲阜師范大學(xué);2012年

5 施翠華;一維自旋鏈中的糾纏動(dòng)力學(xué)特性[D];蘇州大學(xué);2010年

6 江慧;量子自旋系統(tǒng)的熱力學(xué)和糾纏性質(zhì)研究[D];曲阜師范大學(xué);2008年

7 王嬋娟;一維自旋鏈的研究[D];浙江師范大學(xué);2012年

8 張力發(fā);一維自旋系統(tǒng)的量子糾纏[D];南京師范大學(xué);2004年

9 錢(qián)小風(fēng);一維q態(tài)Potts自旋系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為研究[D];江西師范大學(xué);2002年

10 徐玉平;磁場(chǎng)作用下自旋鏈中首尾粒子的糾纏動(dòng)力學(xué)[D];蘇州大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1297050