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《东北大学》 2005年
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以磁振子—声子相互作用研究海森堡系统的集体激发与因瓦效应动力学

成泰民  
【摘要】:钙钛矿锰氧化物的非弹性中子散射实验中发现了在低温下,晶带边界磁振子软化与磁振子谱线的增宽等现象。晶态因瓦合金如Fe_(65)Ni_(35)、Fe_(72)Pt_(28)和Fe_(70)Mn_(30)的非弹性中子散射实验中,发现在磁相变温度以下这些因瓦合金都有横向声频支声子的软化现象。但是没有发现纵向声频支声子的软化现象。上述这些现象都与磁有序物质集体激发有关。因此本文利用松原格林函数理论系统地研究了磁振子—声子耦合下的二维Heisenberg铁磁系统的磁振子激发与声子激发。从理论研究得出一些与实验现象相符的新见解。具体内容如下: 首先,利用任意幺正变换不改变系统的物理内容的指导思想下,对二体耦合形式的哈密顿量(?)_k=A_1a_k~+a_k+A_2b_k~+b_k+(Ba_k~+b_k~++B~*a_kb_k)+(Ca_k~+b_k+C~*b_k~+a_k)进行了对角化。得到的结果对各种形式的磁有序物质的简谐磁振子能量的求解具有通用性及易于程序化,并且这种幺正变换形式的对角化方法其物理思想清晰。 其次,为了确认对于钙钛矿铁磁材料的非弹性中子散射实验所揭示的在低温下,磁振子和光频支声子交叉时,发现磁振子谱线的增宽与软化开始的现象。利用晶格动力学求声子能量与其对应的极化向量时,都没有取长波近似,并且利用自旋动力学求简谐磁振子能量时,也没有取长波近似的情形下,系统地研究了磁振子—声子耦合对只考虑最近邻力常数的简单三角绝缘铁磁晶格、考虑到次近邻力常数的简单正方绝缘铁磁晶格、二维复式正方绝缘铁磁晶格的磁激发作用。结果表明: ①在第一布里渊区的主要对称点线上,随波矢(?)的增加磁振子软化越明显。并且离Γ点越远,磁振子软化越明显。即接近布里渊区边界,磁振子软化越强。 ②声频支声子对磁振子谱起极强烈的振荡,并且磁性离子的声频支声子起主要作用。 ③光频支声子—磁振子耦合对磁振子软化起主要作用。纵向光频支声子对磁振子软化起更大的作用。 ④非磁性离子对磁振子软化的作用比磁性离子对磁振子软化的作用更大。 ⑤磁性离子与非磁性离子的质量比越小,磁振子软化越明显。 ⑥磁振子—声子耦合越强,自旋劲度系数D越小,材料的德拜温度Θ_D越小,都引起磁振子软化越强。Θ_D小到某一临界值磁振子谱开始振荡。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O481

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【参考文献】
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