量子磁體Li1-xNaxCu2O2單晶磁化率研究.pdf

1、在低維度的量子自旋系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)磁有序、磁無(wú)序及各種臨界狀態(tài)，這些體系中量子效應(yīng)明顯，常常具有很強(qiáng)的量子漲落，這使得體系中會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的性質(zhì)，如自旋準(zhǔn)長(zhǎng)程序、自旋能隙、自旋液體相和量子有序到無(wú)序的奇異轉(zhuǎn)變等現(xiàn)象。而在含阻挫的量子自旋系統(tǒng)中磁性阻挫與量子漲落共同存在，這就使得體系的熱力學(xué)性質(zhì)更加復(fù)雜。近年來(lái)人們?cè)跍?zhǔn)一維、二維的邊共享的銅氧化物中發(fā)現(xiàn)了這種磁性阻挫與量子漲落共同存在的現(xiàn)象，并對(duì)這類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行了很多相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)的研究，但如何解釋

2、其基態(tài)和激發(fā)態(tài)性質(zhì)和定量的計(jì)算內(nèi)部磁性相互作用的大小依舊給人們帶來(lái)挑戰(zhàn)。
　　 在本論文中，主要研究了Na摻雜對(duì)LiCu2O2單晶磁性的影響。通過(guò)自助溶劑法制備了Li1-xNaxCu2O2（x=0,0.05,0.1,0.2）單晶，通過(guò)測(cè)量其c方向的磁化率對(duì)其低溫?zé)崃W(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究和探索，發(fā)現(xiàn)LiCu2O2中存在著磁性阻挫與量子漲落相互競(jìng)爭(zhēng)的情況。Na的摻雜在母體中引入無(wú)序，使其基態(tài)性質(zhì)更加復(fù)雜；根據(jù)Heisenberg交換作用原

3、理對(duì)Li1-xNaxCu2O2單晶磁性進(jìn)行了定性的解釋?zhuān)⑦\(yùn)用擬合公式對(duì)其磁化率結(jié)果進(jìn)行了擬合，得到具體的相互作用參數(shù)。
　　 第一章主要簡(jiǎn)述了磁性的基本理論、量子自旋系統(tǒng)的歷史以及Heisenberg交換作用原理，緊接著闡述了量子自旋系統(tǒng)中阻挫的來(lái)源以及銅氧化物中磁性阻挫的來(lái)源，最后詳細(xì)介紹了幾種典型的含阻挫Heisenberg量子模型。
　　 第二章介紹了表征磁性體的主要手段：磁化率和電子順磁共振的測(cè)量，例舉了幾種典

4、型磁體的磁化率測(cè)量結(jié)果，隨后詳細(xì)闡述了阻挫量子自旋系統(tǒng)的相圖，最后介紹了一個(gè)用于擬合S=1/2阻挫量子自旋系統(tǒng)磁化率、磁比熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果的公式。
　　 第三章首先介紹了一種經(jīng)典的單晶生長(zhǎng)方法：自助溶劑法，并詳細(xì)闡述了自助溶劑法生長(zhǎng)單晶各種客觀條件的選擇，闡述了Li1-xNaxCu2O2（x=0,0.05,0.1,0.2）單晶的生長(zhǎng)細(xì)節(jié)和樣品質(zhì)量的鑒定及結(jié)構(gòu)的表征。
　　 第四章主要研究了Na摻雜引起LiCu2O2單晶c方向磁

5、化率的變化以及晶胞參數(shù)的變化。其主要目的就是為了研究該體系摻雜效應(yīng)與磁轉(zhuǎn)變溫度、磁相互作用參數(shù)、阻挫因子以及晶格參數(shù)的變化之間的關(guān)系。通過(guò)Heisenberg交換作用原理對(duì)其基態(tài)性質(zhì)進(jìn)行了描述，根據(jù)擬合公式對(duì)其磁化率結(jié)果進(jìn)行擬合。
　　 磁化率結(jié)果顯示，由于磁性阻挫與量子漲落共同存在，不同摻雜量的單晶基態(tài)并是傳統(tǒng)的螺旋磁有序，而是非公度的量子磁有序，自旋能隙沒(méi)有完全形成；而且Na的摻雜在體系中引入無(wú)序，隨著摻雜量的增加體系無(wú)序程