近年來,大自旋系統(tǒng)的磁性是量子多體系統(tǒng)中一個備受關注的研究領域。固體材料中的大自旋通常由原子中未配對的電子通過洪特規(guī)則耦合形成,另外一個可以實現(xiàn)和模擬大自旋的是光晶格中的超冷原子系統(tǒng)。一些固體電子材料中的強關聯(lián)效應,例如巡游鐵磁性、Mott轉(zhuǎn)變等,在大自旋冷原子系統(tǒng)中很快被重新關注和深入研究了。正是在這樣的背景下,本論文在大自旋系統(tǒng)中重新審視和深入研究了 Anderson磁性雜質(zhì)和Heisenberg局域磁性問題。首先,我們基于Anderson雜質(zhì)模型對自旋-3/2巡游費米系統(tǒng)的局域磁態(tài)形成機制進行了研究。通過理論推導和數(shù)值計算得到了基態(tài)磁相圖,并對各相的局域磁性做了詳細討論。我們發(fā)現(xiàn):與自旋1/2電子系統(tǒng)相比,自旋3/2費米系統(tǒng)的平均場磁相圖更加豐富,包含磁相Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,分別對應一個、兩個和三個粒子/空穴占據(jù);空穴的磁相區(qū)域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分別對應于粒子的磁相區(qū)域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,在一定程度上反映了模型的對稱性;三個磁相都是四重簡并的基態(tài);不同磁相之間的轉(zhuǎn)變是一級相變。其次,我們基于Heisenberg模型對大自旋三維各向同性阻挫反鐵磁體的基態(tài)磁性和熱力學性質(zhì)進行了研究。計算和討論了磁化強度、相... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?Ａｎｄｅｒｓｏｎ雜質(zhì)模型的基態(tài)平均場磁相圖（５Ｍ／２），該圖取自文獻⑷

?北京科技大學博士學位論文???６?（Ｅｒ－Ｅ＾ｉｕ?１??圖２－１?Ａｎｄｅｒｓｏｎ雜質(zhì)模型的基態(tài)平均場磁相圖（５Ｍ／２），該圖取自文獻⑷。??，?．１．０?Ｒａ）￣．?ａ?ａ?ａａａａａａａａａａａａａ￣??〇?４?ｉ?／?ｙ??？：２?４?（＾）（ｏｒ（ｗ＿＾＞Ｌｖｖ??＇?；〇．〇?．，??？（ｂ）?□??１．５「?〈《〉＝〈？〉＋〈？〉�！�??＼ｎ）１．０?－?□□□□□□□□□□□□□□□??０．５?－?＾??ｍ?〇：６?＾??ｍ?ｎ?ａ?＇?°?〇??０Ａ：?１?〇＿１／？?ｒ＿ｉ?＇??０．２?；?；?ｓ￣ｍ?ｕ￣Ｖｓ?＼??０．０?￣ｏ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｉ?．?ｏ??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??｛Ｅｆ－Ｅ）ＩＵ??■?ｉ??圖２－２不同自旋分量的電子占據(jù)數(shù)、總占據(jù)數(shù)和局域磁矩隨參數(shù)??的變化關系。??－５－??

?大自旋系統(tǒng)的局域磁性和相變研宄???Ｉ?Ｓｐｉｎ?ｄｏｗｎ??２７＾￣＝＝￣－＾?卜夕＂??，ｆ??ｆ?＾?＋?Ｕ｛ｎｄｔ）???????—＂酬：＂?ｅｆ??２／＾?＋?Ｅｊ?＋Ｕ｛ｎｄｌ）??１?Ｓｐｉｎ?ｕｐ?Ｅ＂??圖２－３?Ａｎｄｅｒｓｏｎ雜質(zhì)模型形成局域磁態(tài)的物理圖像（半滿＜？＞?＝?１）。??Ａｎｄｅｒｓｏｎ磁性雜質(zhì)問題不僅擁有有趣的研宄歷史，它依然是當前凝聚態(tài)??物理學的研究熱點。近年來，Ａｎｄｅｒｓｏｎ磁性雜質(zhì)被推廣到了不同的材料和環(huán)??境中：非磁性金屬團簇系統(tǒng)［２８＆］、狄拉克系統(tǒng)［３１＿３５］、二維半導體系統(tǒng)（具有??Ｄｉｒａｃ型色散關系）［３６］、外爾半金屬系統(tǒng)［３７］以及拓撲超導體［３８１等；分別研宄??了局域磁態(tài)的形成和磁性雜質(zhì)對系統(tǒng)物理性質(zhì)的影響。它們都不同于普通塊??體金屬的拋物線型能帶結(jié)構(gòu)，因此形成局域磁矩的條件和物理機制也就不同。??例如文獻［２８，?２９］報道了單個磁性雜質(zhì)Ｃｒ原子嵌入到Ａｕ團簇基體中，在??Ａｎｄｅｒｓｏｎ雜質(zhì)模型的框架下，實驗測量結(jié)合理論計算研究了局域磁矩的形成。??與體材料金屬基體相比，金屬團簇系統(tǒng)具有明顯的量子尺寸效應，表現(xiàn)為量??子化的能級和分立態(tài)密度。研宄表明雜質(zhì)自旋磁矩隨非磁基體能隙的增大而??單調(diào)增大；因此，可以通過改變金屬團簇的尺寸調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能隙從而調(diào)控雜??質(zhì)磁矩。文獻［３０］對Ｃｏ原子參雜到Ｎｂ團簇中形成局域磁矩的機制進行了系??統(tǒng)研宄。實驗測得一些團簇是強磁性的，而另一些團簇是完全非磁性的，表??現(xiàn)出很強的尺寸依賴性。這與實驗測量到的所有ＣｒＡｕｘ＋團簇［２８］都是磁性的結(jié)??果形成了明顯對比。為了揭示實驗結(jié)果的

【參考文獻】：
期刊論文
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