Topological Aspects of Solitons in Ferromagnets

Two kinds of topological soliton （skyrmion and magnetic vortex ring） in ferromagnets are studied. They have the common topological origin, a tensor Hαβ = n→·（δαn→×βδn→）, which describes the non-trivial distribution of local orientation of magnetization n→ at large distances in space. The topological stability of skyrmion is protected by the winding number. Knot-like topological defect as magnetic vortex rings is also studied. On the assumption that magnetic vortex rings are geometric lines, we present their δ-function distribution in ferromagnetic materials. Furthermore, it is briefly shown that Hopf invariant is a proper topological invariant to describe the topology of magnetic vortex rings.     

Relationship of Polaron Exchange with Ferromagnetic and Insulator--Metal Transitions in Doped Manganites

We report the experiment results and data analyses based on a polaron exchange model for La0.7Ca0.3MnO3 and Pr0.7（Sr1-xCax）0.3MnO3 epitaxial thin films. In the polaron exchange model with an energy balance condition, critical temperature of Tc for stable ferromagnetic （FM） ordering should depend on △E as kBTc = E0 exp（-△E/kBTc）, where A E denotes the potential barrier for the exchange polarons to overcome. Using the small polaron hopping model, the resistivity peak temperature Tp is a function of the hopping energy Ehop. The dependence of Tp on Ehop is similar to the dependence of Tc on AE, which reveals that the polaron exchange relates to FM and insulator-metal transitions. The result indicates that the polaron exchange model is a simple way for describing the FM ordering, and is very helpful for understanding of complex doped manganites.     

铁磁性过渡离子掺杂对纤锌矿相硫化锌电子结构的影响

通过第一性原理计算,优化了铁磁性过渡离子掺杂的纤锌矿相硫化锌Fm0.125Zn0.875S(Fm=Fe、Co、Ni)的几何结构,计算了其电子结构,分析了其半金属性及其微观机制。结果表明:对不同的铁磁性杂质离子,Fm0.125Zn0.875S在费米面处的自旋极化率均为-100%,具有半金属性,是潜在的优质自旋注入材料。Fm0.125Zn0.875S具有较宽的自旋带隙,从而具有较高的居里温度和广泛的应用前景。Fe0.125Zn0.875S、Co0.125Zn0.875S和Ni0.125Zn0.875S的2×2×1超胞的磁矩分别为3.96μB、2.90μB和2.00μB,主要来自于铁磁性过渡离子Fe、Co和Ni离子。这3种离子的电子结构分别为eg2↑eg1↓t2g3↑,eg2↑eg2↓t2g3↑和eg2↑eg2↓t2g3↑t2g1↓。     

Bi(Fe1-xMnx)O3的结构与磁性

使用快速烧结和溶胶-凝胶方法制备了Bi(Fe_1-xMnx)O₃的块材陶瓷,其x能够达到0.3,因而可以得到较细的粉末. 经X射线衍射谱和拉曼光谱研究发现其结构转变取决于锰的掺杂浓度. 当x=0.05和0.1时,Bi(Fe_1-xMnx)O₃的结构保持斜方六面体结构;当x=0.3时,Bi(Fe_1-xMnx)O₃的结构变化到正方六面体结构.在x=0.05和0.1时观测到弱铁磁性,但在x=0.3时观测到强顺磁性. 这显示了Bi(Fe_1-xMnx)O₃从反铁磁性到顺磁性的磁相变,同时也表明其结构从R3C变化到C222. 在30和140 K, x=0.05和0.1时,观察到Bi(Fe_1-xMnx)O₃的两个反常现象. 在30 K时,直流磁记忆和缓慢测量Bi(Fe_1-xMnx)O₃团族的反常现象与冷冻的旋转玻璃系统有关.     

一个新型分子铁磁体: 氰根桥联的铜(II)-铁(III)配合物

合成和表征了一个新的分子磁体,氰根桥联的杂化型异金属配合物[Cu(en)]~3[Fe(CN)~6]~2.3H~O(en为乙二胺)。变温磁化率、零场冷却磁化强度(ZFCM)、场冷却磁化强度(FCM)和磁滞回线测量表明铜铁离子间存在着铁磁性相互作用,其铁磁相变温度为T~c=11.0K,矫顽力为20×10^-^4T,剩磁为1.70×10^-^1cm^3.mol^-^1.T。该化合物为杂化型铜(II)-铁(III)普鲁士蓝类中具有铁磁相变温度的首例。     

准—维反铁磁体CsMnCl3.2D2O的拉曼散射谱

在室温下研究了CsMnCl_3·2D_2O(CMC)的拉曼散射谱。在忽略结晶水的内振动情况下,群论分析得出9A_g+10B_(1g)+11B_(2g)+12B_(3g),共有42支拉曼振动模,观测到这些振动模在实验中的低频部分。在高频部分观测到CMC中结晶重水的内振动模,发现结晶重水与纯D_2O有相似的振动行为,并确定了CMC中结晶重水分子的空间取向。     

低维量子磁性和量子海森伯反铁磁体之有效场论

文章对低维量子磁性的基本问题和相关研究进展作了简单评述，强调了量子非线性Sigma模型在研究量子海森伯反铁磁体的低能物理方面所起的作用以及理论本身存在的疑难问题，并简单介绍了作者最近提出的克服这些疑难问题的一个新建议．     

对嘧啶的邻、间、对位双自由基体系的自旋耦合规律的研究

采用量子化学abinitio法和密度泛函方法对不同取代位置的嘧啶自旋耦合规律进行研究 .两种方法比较 ,用UHF方法计算导致自旋污染严重 ,而用UB3LYP方法计算 ,自旋污染则减少了许多 .计算结果得到了双自由基之间磁性耦合的拓扑规则 :共轭体系中 ,两个自由基之间以偶数个碳 (或氮 )原子耦合 ,则有效交换积分Jij<0 ,体系具有低自旋基态 ,表现为反铁磁耦合 ;两个自由基之间以奇数个碳 (或氮 )原子耦合 ,则有效交换积分Jij>0 ,体系具有高自旋基态 ,表现为铁磁耦合 .自由基性质和铁磁耦合单元的不同位置对自旋耦合的影响较大 ,这些结论为有机磁性材料的分子设计与实验合成提供了理论依据 .