Heisenberg自旋模型的有效拓扑作用量与Berry相位相关的高级绝热近似方法

本文由平均场有效场论方法出发,应用高级绝热近似的计算技术,一般地研究了Heisenberg自旋模型的有效作用量及其高阶修正。在低温情况下,附加的拓扑作用量可等效地理解为单自旋在多粒子平均场中的等效Berry相位的叠加。     

旋转物体的等效原理及其空间实验

文章回溯了等效原理的历史,解释了弱等效原理(伽利略等效原理)、强等效原理(爱因斯坦等效原理)和甚强等效原理.实验检验表明,到10-13的实验精度时,没有观测到等效原理的破坏.文章最后,也是文章的主要目的,阐述了广义相对论的不足,即不能描写物质的自旋与引力场的耦合.自旋粒子或自转物体的能一动张量既有对称分量,也有非对称的分量,还有自旋张量.但是广义相对论的引力场方程中只包含了能-动张量对称分量,不包含反对称分量,更没有自旋张量的贡献.涉及自旋与引力场耦合的理论是(有挠率场的)引力规范理论,该理论预言:自旋粒子或旋转物体将偏离测地运动,因而破坏等效原理.为了检验这种破坏,文章作者及其合作者建议进行地面实验和空间实验.     

相对论平均场理论中的张量项对自旋-轨道劈裂的影响

在相对论平均场理论中引入同位旋标量-矢量介子ω张量项, 以²⁰⁸Pb为例,研究了张量项对原子核平均势场、介子场、自旋-轨道耦合势、单粒子能级的自旋-轨道劈裂和原子核壳层结构等的影响.结果发现张量项对核子平均势的影响主要表现在原子核的表面.随着张量耦合强度的增加, 自旋-轨道耦合势增强,单粒子能级的自旋-轨道劈裂增大,从而导致原子核单粒子能级的壳层结构发生很大变化,传统幻数所对应的主壳消失, 新的主壳出现.     

有限铁磁—反铁磁线链中的自旋波谱及其激发

本文研究了由交换作用耦合起来的有限长铁磁和反铁磁链组成的自旋系统。计算了系统的自旋波的波谱及其在微波场中的激发强度。在所得结果的基础上,讨论了具有反铁磁氧化层的铁磁薄膜的自旋波共振。阐明了等效地使用唯象普遍边界条件的可能性。根据理论,对等效的表面各向异性能作了估计,得到的数值与实验值很好地符合。     

圆偏振光场调控的锡烯纳米带热自旋输运

利用非平衡格林函数方法理论研究了光场和电场对锡烯纳米带自旋相关热电效应的影响.研究表明,热电电流的性质和强度可以通过圆偏振光场的强度和偏振化方向进行有效调控.在较强的左旋圆偏振光场和电场的共同作用下,锡烯自旋向下的边缘态发生相变形成带隙,通过温度梯度的驱动可以获得100%极化的自旋向下的自旋流.当施加右旋偏振光时,自旋向上的边缘态被破坏,可以产生完全极化的自旋向上的热自旋流.在较弱的外场作用下,边缘态的性质不发生改变,系统不对外输出热电电流.此外,研究表明热自旋流的大小与带隙的宽度有关,适度地增加温度可以显著增大热自旋流的峰值,但是较高的平衡温度和温度梯度将抑制自旋热电效应.     

随机外磁场作用下Ising自旋体系的随机共振

通过采用数字仿真手段，研究了经平均场处理的Ising自旋体系在弱确定性周期外场和随机外场（噪声场）混合驱动下的动态响应行为.着重考察了不同强度混合驱动外场作用下，Is ing自旋体系的非平衡动态转变所表现出区别于单纯确定性周期场作用下的新特征——随机 共振.选定体系非平衡动态转变的动态序参量Q为表征参量，系统模拟计算了混合驱动外场在多种参数组合下体系的动态响应特征，高场低温下的非连续动态转变和低场高温下的连续动态转变.模拟计算表明在适当混合驱动外场的作用下，Ising自旋体系具有随机共振现象，并诱发形成非 关键词： Ising自旋体系 随机共振 动态相变 对称性     

Taub-NUT时空视界附近自旋场的热力学量

利用Wentzel-Kramers-Brillouin近似计算了Taub-NUT时空事件视界附近自旋为1/2，1，3/2，2等无质量场的熵密度、压强和能量密度.结果表明，自旋场附近的热力学量不仅具有与平直时空相同的主导项，还多了两项自旋依赖的附加项. 关键词： Taub-NUT时空 自旋场 热力学量     

梯形自旋链的一种规范场论的形式

考虑无质量费米场和规范场的Pauli相互作用项的系统,在这一理论中耦合常数为无量纲量.该模型等价于自旋1/2反铁磁XXZ量子链.如在模型中引入费米场的味自由度,则可定性描述二条自旋链的梯形结构系统.在这一系统中不再存在无能隙激发. 关键词： 梯形结构 规范场 自旋链     

局域交换场和电场调控的锗烯纳米带自旋过滤效应

基于非平衡格林函数方法,理论研究了Z轴方向局域交换场和电场对锗烯纳米带中电子自旋极化输运性质的影响.结果表明对锗烯的边缘区域施加强度大于其2倍有效自旋轨道耦合强度的交换场,可使自旋向上和向下电子的能带在不同的能量区间产生带隙,从而实现对不同自旋取向电子的100%过滤.提出了一种利用电场辅助降低自旋过滤效应所需阈值交换场强度的方法.研究表明,同时对中心器件区域施加局域交换场和电场,可以在小于有效自旋轨道耦合的弱交换场强度下,在较大的能量窗口区域过滤自旋向上或向下的电子.增大局域交换场强度,自旋过滤效应所对应的能量区间显著增大.     

重离子碰撞中的矢量介子自旋排列

在非对心相对论重离子碰撞中,参与反应的系统具有巨大的轨道角动量,从而使产生的夸克胶子等离子体具有极强涡旋场,并通过自旋-轨道相互作用导致部分子的自旋极化,经过强子化导致重子的自旋极化以及矢量介子的自旋排列等可观测效应.矢量介子的自旋排列是指其自旋密度矩阵的00元素ρ00偏离1/3.在矢量介子衰变到两个赝标介子的过程中,衰变产物的极角分布只与ρ00有关,以此可以对自旋排列进行测量.理论研究表明,重离子碰撞过程中,重子的自旋极化反映了夸克自旋极化的时空平均效应,而矢量介子自旋排列则反映了夸克反夸克自旋极化的局域相空间关联.本文回顾了相对论重离子碰撞中矢量介子自旋排列的相关理论工作.重点以非相对论夸克融合模型为例,明确地计入夸克极化的相空间依赖性,展示了矢量介子自旋排列与夸克反夸克自旋极化特别是它们之间相空间关联的关系.本文还讨论了涡旋、电磁场、有效φ介子场以及它们的局域涨落对φ介子自旋排列的贡献,结果显示强作用场的时空关联效应是导致φ介子自旋排列的主要因素.矢量介子自旋排列为探索强相互作用物质和强相互作用场的性质提供了新途径.     

量子场论中的自旋算符

从量子场论的角度对相对论粒子的运动自旋概念作了进一步深入研究.构造了场量子自旋以及场系统运动自旋两个新算符.给出了场量子自旋动量空间的显式表达式以及用Poincar啨群生成元表示的场系统运动自旋的显式表达式.借助这两个算符,可以干净地解决有关场自旋的问题,表明它们才是场自旋的恰当的算符.     

自旋轨道耦合作用的等效磁场

自旋与电荷一样,是电子的固有属性,电子的周期性轨道运动产生的磁场与电子的自旋磁矩相互作用,这种磁相互作用就是自旋轨道相互作用。在原子物理学中,这种自旋轨道作用会影响原子光谱的精细结构,然而教材中缺少自旋轨道耦合作用在二维半导体材料中的微观描述。本文将引入Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合作用的哈密顿量,研究单电子在无外场下二维平面内运动,讨论一种或者两种自旋轨道耦合的哈密顿量表示。通过自旋与等效磁场耦合的塞曼能量表示,本文计算了本征态下不同自旋轨道耦合作用下的等效磁场,从而有助于探索二维半导体材料中不同自旋轨道耦合作用下的物理特性。     

参数修改对铁电薄膜相变性质的影响

在关联有效场理论的框架内, 利用微分算子技术, 详细地计算了基于横场伊辛模型描述的对称铁电薄膜系统的相变性质. 根据薄膜各层自旋平均值构成的一系列耦合方程, 推导出可以用来计算任意层的具有不同表面层的薄膜相图的解析通式方程, 讨论了参数修改对薄膜相互作用参数从FPD (铁电相占主导地位的相图)到PPD (顺电相占主导地位的相图)过渡值和参数空间中各相变区域的影响. 在与平均场近似进行比较的结果显示, 关联有效场理论所得到的铁电薄膜的铁电性在某种程度上比平均场近似下的结果减弱. 关键词： 铁电薄膜 横场伊辛模型 相图 居里温度     

Rashba自旋轨道耦合下square-octagon晶格的拓扑相变

本文研究了各向同性square-octagon晶格在内禀自旋轨道耦合、Rashba自旋轨道耦合和交换场作用下的拓扑相变,同时引入陈数和自旋陈数对系统进行拓扑分类.系统在自旋轨道耦合和交换场的影响下会出现许多拓扑非平庸态,包括时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态.特别的是,在时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应中,无能隙螺旋边缘态依然能够完好存在.调节交换场或者填充因子的大小会导致系统发生从时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态到自旋过滤的量子反常霍尔态的拓扑相变.边缘态能谱和自旋谱的性质与陈数和自旋陈数的拓扑刻画完全一致.这些研究成果为自旋量子操控提供了一个有趣的途径.     

PrNi$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;的磁和磁热性能研究

在一些磁性材料内, 磁性离子间交换作用和磁性离子的自旋涨落对材料磁性有影响. 本文根据磁比热实验值确定了晶场参数后, 利用包含自旋涨落的交换作用有效场H_m= n₀ (1 + γ T + β e^{ω T})M, 计算了PrNi₂晶体晶场能级的Zeeman劈裂. 在温度为3.8 K ≤T≤ 30 K范围内, 计算了该晶体多晶磁矩随外磁场的变化, 以及外磁场H=5000 Oe时磁化率倒数随温度的变化, 计算结果和实验值符合较好. 当外磁场在0–50000 Oe时, 计算的该晶体的磁熵变与已有文献的理论结果相似. 计算结果说明, 提出的包含自旋涨落的交换作用有效场不仅适合亚铁磁性晶体, 而且也适合顺磁性晶体. 关键词： 2')" href="#">PrNi₂ 磁比热 交换作用有效场 磁矩 磁熵变     

蜂窝状格子带有晶场作用的铁磁Ising混合自旋S=1和S=1/2的相图的Monte-Carlo研究

利用具有翻转单个自旋的Metropolis-Monte-Carlo算法,研究蜂窝状格子带有晶场作用的铁磁Ising混合自旋S=1和S=1/2的相图,所得相图与严格解相接近,好于关联有效场方法得出的结果。因此Metropolis-Monte-Carlo算法同样也可以用于研究混合自旋模型。     

双模随机交错晶场对spin-1和spin-1/2混合自旋纳米管中Blume-Capel模型磁化强度的影响

利用有效场理论研究了纳米管上双模随机交错晶场中混合自旋Blume-Capel模型格点的平均磁化强度，得到了系统格点的平均磁化强度与双模随机晶场的取值概率、外磁场、晶场参数和晶场强度比值的关系.结果表明:取值概率、外磁场、交换相互作用、晶场强度比值和晶场强度等诸多因素相互竞争，使系统表现出比恒定晶场作用的Blume-Capel模型更为丰富的磁化现象;双模随机交错晶场会抑制系统的平均磁化强度，使其基态饱和值小于5/6;外磁场导致系统的二级相变消失;一定条件下系统发生一级相变;系统的平均磁化强度呈现部分缺失和负值现象.     

退火对FeMn钉扎自旋阀性质的影响

通过对退火后FeMn钉扎自旋阀磁性的研究表明,真空退火对自旋阀的性质有影响.低于200℃的退火能有效的提高钉扎场;退火温度高于200℃时,自旋阀的钉扎场要下降,其他性能也恶化;在300℃时,钉扎场降为零,giantmagnetoresistance(GMR)现象消失.俄歇电子能谱仪(AES)的结果表明,在自旋阀多层膜中存在着晶界扩散 关键词： 真空退火 自旋阀 晶界扩散     

LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中3d5组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,利用该矩阵计算了LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂、晶体结构、Jahn-Teller(J-T)效应,其理论计算值与实验值相符合,并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响,证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的,自旋二重态对基态能级的贡献虽很小,但却是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道耦合作用、自旋-自旋耦合作用对LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道耦合作用是最主要的,自旋-自旋耦合作用也是不可忽略的. 研究表明,该种物质的四重态光谱结构中含有J-T效应. 其产生原因是自旋-轨道耦合及三角畸变的共同作用的结果,两者缺一不可.     

随机横场与晶场作用混合自旋系统的热力学性质

利用有效场理论和切断近似，在伊辛模型的框架内考虑随机横场与晶场作用的混合自旋1/2 和自旋1系统的热力学性质。重点研究了晶场、横场和随机浓度对混合自旋系统相变的影响 ，研究发现在随机横场条件下，较小的晶场存在并不能改变临界横场阈值；取较大横场值时 在某些随机浓度的范围内出现重入相变现象，而取较小横场值时则没有出现重入相变现象。 给出了有关相图并进行了讨论。 关键词： 混合自旋系统 伊辛模型 热力学性质 随机横场