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分子基磁性材料物性研究

刘川  
【摘要】: 作为一种新型的软材料,分子基磁性材料在近年来材料科学的研究中已成为化学家、物理学家以及生物学家非常重视的新兴科学领域。分子基材磁性料的定义是,通过分子或带电分子组合出主要具有分子框架结构的有用物质。作为磁性材料,分子基磁体具有体积小、相对密度轻、结构多样化、易于复合加工成型等优点,有可能作为制作航天器、微波吸收隐身、电磁屏蔽和信息存储的材料。分子基磁性材料AFe~ⅡFe~Ⅲ(C_2O_4)_3[A=N(n-C_nH_(2n+1))_4,n=3-5]是具有层间耦合的蜂窝状亚铁磁性材料,可用混自旋2和5/2蜂窝状亚铁磁Ising模型对其进行研究。 本文用Ising模型通过相关有效场理论对分子基磁性材料进行深入的系统性的研究。介绍了相关有效场理论在横场和纵场作用下自旋2和5/2分子基磁性材料的Ising模型的应用,给出了磁矩、磁化率、内能和比热相关公式,然后进行数值计算,并对数值计算结果进行分析,结果表明:交换耦合,子格各向异性,横场,纵场,温度都对系统有重要的影响。相变温度和补偿温度随横场的增加而减小。横场改变自旋系统的基态构型使得磁矩随横场的增加而减小。从某种意义上讲,温度和横场有相同的效果,即它们都使磁矩减小,横场在全温区内都会改变自旋构型,但只有在中高温区温度的影响才明显。纵场改变自旋系统的基态构型使得磁矩随纵场的增加而增加。在低温区时,磁矩主要受温度和晶场的影响,在高温区时,磁矩主要受纵场的影响。内能随纵场的减小而增加。相变温度随着纵场的增加而减小。


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