面心立方(001)方向AB合金薄膜表面层的有序无序相变

采用平均场近似方法对两组元面心立方合金薄膜的有序无序相转变过程进行模拟计算，结果表明，合金薄膜的有序无序相变受薄膜层数奇偶性的影响.薄膜层数奇偶性不同，会导致薄膜具有不同的相结构和热力学性质.在弱表面偏析作用下，对于偶数层薄膜，由于薄膜边界对称性破缺，对应体组分x=0.5的化学势区间，偶数层薄膜有序无序相变过程中出现了中间温度相和浸润现象.而奇数层薄膜的有序无序相变类似体材料的相变.在强表面偏析作用下，由于受表面偏析作用和有限尺寸效应影响，对应体组分x=0.5的化学势区间，奇数层薄膜中出现AB(AB)关键词： 合金薄膜 有序无序相变 浸润现象 准热力学相变     

面心立方(001)方向AB合金薄膜表面层的有序无序相变

采用平均场近似方法对两组元面心立方合金薄膜的有序无序相转变过程进行模拟计算,结果表明,合金薄膜的有序无序相变受薄膜层数奇偶性的影响.薄膜层数奇偶性不同,会导致薄膜具有不同的相结构和热力学性质.在弱表面偏析作用下,对于偶数层薄膜,由于薄膜边界对称性破缺,对应体组分x=0.5的化学势区间,偶数层薄膜有序无序相变过程中出现了中间温度相和浸润现象.而奇数层薄膜的有序无序相变类似体材料的相变.在强表面偏析作用下,由于受表面偏析作用和有限尺寸效应影响,对应体组分x=0.5的化学势区间,奇数层薄膜中出现AB(AB)nA相,它不存在严格热力学意义上的有序无序相变.     

场诱导下自旋冰系统[111]方向磁相变过程的蒙特卡洛模拟

自旋冰系统因为具有与固体水(冰Ih)中氢原子构型相同的自旋排列局域规则而具有宏观量子简并的基态,即使十分接近零温也不会达到长程磁有序态.外场的诱导将破坏基态的简并而使系统达到长程磁有序.我们在最近邻铁磁相互作用的简化模型下用蒙特卡洛方法模拟了自旋冰系统在[111]方向外场下的磁相变行为.分别给出了不同温度和不同相互作用强度下的磁化曲线,分析了系统的磁化过程中自旋的取向得有序程度以及相变,探讨了相互作用强度对系统磁相变行为的影响.     

用Weiss分子场理论对有外电场时铁电体系相变特征的研究

Weiss分子场理论(WMFT)对晶体中顺磁-铁磁和顺电-铁电相变特征的定量描述是相当成功的. 由于是平均场理论,又可作为初步分析结构无序体系和复杂组分体系相变行为的理论依据. 但是迄今为止,并没有对有外场时WMFT的相变特征进行详细研究. 而对铁电体系,仅仅对分子取向为两个状态时WMFT的相变特征进行了研究. 另外,虽然铁磁与铁电体系的WMFT描述极为相似,但是由于两种体系中微观磁化和极化的单元不同,导致相应的数学描述与结果也有所不同. 本文首先对外电场中分子取向包含任意状态的铁电体系的WMFT相变特征, 包括自发极化、内能和比热以及静态极化率随温度变化进行严格推导, 然后对相变特征随外电场的演变进行了研究.结果表明: 1)无外场时,体系发生二级顺电-铁电相变,且随状态数的增加,相变温度减小, 这是与铁磁体系不同的地方,同时单分子的平均极化强度减小,而内能、比热和极化率增大; 2)外场的存在,使得体系原有的二级相变转化为弥散相变,且外场越强,弥散温区越大. 上述结果对深入研究铁电体系的相变,特别是弥散相变无疑是有益的.     

铁磁形状记忆合金Co50Ni20Ga30-xSix的结构及物性研究

用Si元素替代CoNiGa合金中的Ga元素后,研究了材料的结构、马氏体相变及其磁性的变化.结果发现,当Si原子的含量在0—10％范围内,材料能够形成体心立方结构,并且具有很好的热弹性马氏体相变行为.进一步研究指出,简单的从掺杂元素的原子半径大小来判断其对奥氏体稳定性的影响是不够的,必须从考虑掺杂原子与基本元素原子半径之间的比例来考虑这一问题.同时还发现Curie温度和饱和磁化强度随着Si含量的上升而有所降低,但是其马氏体的各向异性随着Si含量的增加而增强,这一点对于在合金中获得大磁感生应变具有指导意义. 关键词： 铁磁形状记忆合金 马氏体相变 CoNiGaSi合金     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的XY模型的量子相干性

研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的一维横场XY自旋链的量子相变和量子相干性.采用约旦-维格纳变换严格求解了哈密顿量,并描绘了体系的关联函数和相图,相图包含反铁磁相、顺磁相和螺旋相.利用相对熵和Jensen-Shannon熵讨论了XY模型的量子相干性.研究发现,相对熵与Jensen-Shannon熵所表现的行为都可以很好地表征该模型的量子相变.非螺旋相中量子相干性不依赖DM相互作用,而在螺旋相DM相互作用对量子相干性有显著影响.此外,指出了在带有DM相互作用的这一类反射对称破缺体系中关联函数计算的常见问题.     

模拟退火算法在化学自由能模型中的应用

对化学自由能模型进行系统性的研究，着重分析化学反应动态平衡条件下粒子组分的求解方案，提出应用模拟退火算法寻找自由能密度函数极小值点的求解方案.该方案同时解决了两个难题：1）在一级相变区化学势平衡方程组可能遇到多个解而无法甄别其物理意义.通过模拟退火算法定位到自由能密度函数曲面的最低点，因而可从多个解中甄别出稳定的热力学平衡态.2）模拟退火算法用随机的"热涨落"消除初值敏感性，因而可采用同一套初值计算不同的温度密度点，为实现宽区域上大量温度密度点的连续快速计算奠定基础.作为该平衡态求解方案的应用，计算氦流体在"等离子相变"区的物态方程，揭示了丰富的"等离子相变"现象，并与第一性原理计算揭示的氢流体"液液相变"现象进行类比.     

锰基合金的反铁磁转变与fct马氏体相变内耗

孪晶型阻尼材料已被实际应用,(011)孪晶通过fcc-fct马氏体相变形成,而γMn基合金中,马氏体相变又与合金的反铁磁转变密切相关.因此研究γMn基孪晶型阻尼材料,无疑必须探讨反铁磁转变与一级马氏体相变的之间关系,反铁磁转变和马氏体转变对孪晶形成的作用.本文通对富锰的γMn基合金(Mn-Cu,Mn-Fe,Mn-Ni)的内耗和模量的测量,研究这二类相变在不同材料,不同成分合金中的耦合的机制,以及反铁磁转变和马氏体相变对孪晶形成的作用.结果显示,马氏体相变和反铁磁转变耦合或马氏体相变与孪晶阻尼峰耦合都可以获得材料的高阻尼性能.当锰含量较高时,反铁磁转变和马氏体相变发生耦合,或马氏体相变内耗与孪晶内耗叠加,在室温附近形成高内耗阻尼;当锰含量较低时,马氏体相变温度降到室温以下,反铁磁转变形成的微孪晶亦能产生内耗阻尼峰.     

金属间化合物RMn_2Ge_2(R=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb和Y)中的自发磁相变及相变时的磁弹性异常

在 10— 80 0K的温度范围内用X射线衍射方法测量了RMn2 Ge2 (R =La ,Pr,Nd ,Sm ,Gd ,Tb和Y)的晶格常数与温度的变化关系 .在各种类型的自发磁相变观察到晶格常数的磁弹性异常现象 .实验得出 ,自发磁相变时的磁弹性异常主要由Mn次晶格引起 ,并且Mn Mn交换相互作用能不仅与晶格常数a有关 ,而且与晶格常数c有关 .用Kittle的交换反转模型讨论了低温时的铁磁—反铁磁一阶相变 .     

轨道选择性相变——多轨道物理中一类独特的现象

金属—绝缘体相变是凝聚态物理中被大量研究并有广泛应用前景的一种物理现象。通常具有巡游性的电子由于受到各种因素(如无序或电子相互作用等)的影响发生局域化,从而形成了金属—绝缘体相变。然而在实际材料中,由于电子还具有轨道属性而使该相变的发生变得更加复杂。文章简要回顾了一类考虑电子轨道自由度后发生的较为特殊的金属—绝缘体相变——轨道选择性相变,即由于电子相互作用的影响而在同一原子壳层中出现局域化的电子和巡游电子共存的现象,并讨论了其形成机理和相关的实验。     

K_3C_(60)在200K附近的取向相变机理

研究了K3C6 0 单晶薄膜在 2 0 0K附近的导带结构 .样品温度为 190K时 ,同步辐射角分辨光电子谱能够观察到[111]方向有规律的能带色散 .而在 2 2 0K附近色散不存在 .这一实验结果与K3C6 0 在 2 0 0K存在取向相变相符合 .用反铁磁Ising模型对实验结果进行了分析 .结果表明 ,K3C6 0 在 2 0 0K的相变是由低温下的一维无序取向结构转变为2 0 0K以上的双取向结构畴与无序分子 (约占 40 % )的混合     

金属间化合物RMn2Ge2(R=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb和Y)中的自发磁相变 及相变时的磁弹性异常

在10—800K的温度范围内用X射线衍射方法测量了RMn₂Ge₂(R=La,Pr ,Nd,Sm,Gd,Tb和Y)的晶格常数与温度的变化关系.在各种类型的自发磁相变观察到晶格常数 的磁弹性异常现象.实验得出,自发磁相变时的磁弹性异常主要由Mn次晶格引起,并且Mn-Mn 交换相互作用能不仅与晶格常数a有关,而且与晶格常数c有关.用Kittle的交换反转模型讨 论了低温时的铁磁—反铁磁一阶相变. 关键词： 稀土金属间化合物 磁相变 磁弹性     

铁电相变中极化与介电性的随机场效应

基于随机场Ising模型描述的有序无序相变中偶极子在电场作用下的反转运动, 研究了有序无序相变过程中电场与极化强度的关系. 认为tanh(x) 的函数关系与位移型二阶铁电相变极化强度随电场变化的实验结果完全相同. 由此得出基本结论: 偶极子的集体转向造成了极化强度的增大并等同于内电场的增加. 通过区分光学模和偶极子对介电隔离率的贡献, 考虑偶极子极化对介电常数复数形式的频率色散关系, 发现从高斯分布的居里温度可以导出二阶铁电相变过程中介电常数与温度和频率的色散关系. 关键词： 铁电相变 极化强度 随机场     

交错Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对反铁磁Heisenberg链纠缠的影响

主要研究了具有交错Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的反铁磁Heisenberg链的纠缠.基于 density-matrix renormalization group(DMRG)的数值计算表明,交错DM相互作用消除了系统在外磁场H=2处的二级量子相变,从而量子纠缠反常行为也随之消失;同时纠缠范围的发散也被消除,意味着该模型因子化点的消失.交错DM相互作用导致系统在任意强场下也不会达到铁磁饱和状态,从而保持着自旋纠缠.交错DM相互作用有利于通过外场调控纠缠程度和纠缠范 关键词： Dzyaloshinskii-Moriya相互作用 量子纠缠 量子相变 纠缠范围     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3相变特征

借助与示差扫描量热法、磁化率测量、电子自旋共振、铁电与介电性质测量及电子衍射系统地研究了Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃(PFN)的电、磁性质和相变特征．结果表明发生在380K附近的顺电－铁电转变和发生在145K附近的顺磁 反铁磁转变分别为一级相变和二级相变或弱一级相变．在室温下,PFN的剩余极化与矫顽场分别为11.5μC/cm²和3.04kV/cm.介电测量表明PFN的顺电-铁电相变为弥散型相变．其弥散指数为1.62.电子衍射表明Fe³⁺与Nb⁵⁺离子在B位置上是无序分布的,正是这种与无序分布相关联的成分涨落导致铁电相变的弥散性. 关键词：     

热磁预处理对Ni-Mn-Ga单晶磁学和力学性能的影响

研究了预先热磁处理对Ni_503Mn_287Ga₂₁单晶的磁学和力学性能的影响.首先将样品加热到居里温度之上让其冷却,冷却方式分为两种：一种是施加一定大小的磁场从高于居里温度冷却至室温,另一种是在样品经历顺磁-铁磁相变后但还未发生奥氏体-马氏体相变前施加相同大小和方向的磁场并冷却至室温.室温时的拉伸-压缩实验结果表明单晶样品在经历前一种处理后,其可逆应变、磁化强度的变化 （ΔM）比后一种处理的相应值要小很多.在后一种热磁处理的样品中,顺磁-铁磁相变发生后形成了自发磁畴,但这种磁畴不具有择优取向.在顺磁-铁磁相变结束后施加磁场,容易导致择优的马氏体准单畴出现,从而表现出大的可逆应变和ΔM.但对于前者,我们认为样品从居里温度降到室温过程中,其中的磁畴在相同的磁场作用下获得择优生长,形成大磁畴,导致磁诱导的强各向异性.这种择优取向的大磁畴在随后马氏体相变期间影响着马氏体的自发排列方式,不利于马氏体准单畴的出现,结果导致较小的可逆应变和ΔM. 关键词： 磁和力学锻炼 Ni-Mn-Ga单晶 铁磁和马氏体相变     

氘的气液界面及相变特性分子动力学仿真

氘作为重要的核聚变原料,其热物性数据是基础,而气液相界面特性和相变规律又是热物性的关键.国内外对氘的相界面特性研究甚少.本文基于分子动力学方法,采用截断移位Lennard-Jones 12-6势能函数模型描述原子间的相互作用,并考虑分子内部原子间键的谐振作用,对氘的气液界面特性及气液固相变过程进行了仿真研究,得到了氘在不同温度下气液界面过渡区域的厚度、表面张力值等;获得了氘的密度随相变过程的变化规律,并由此得出氘的熔沸点温度,上述计算结果与实验及文献值吻合良好.不仅从微观层面上揭示了氘的宏观热物性表征机理,而且所建立的仿真模型可直接用于预测缺乏实验工况下的氘热物性.     

变温红外光谱研究表面双稳态液晶分子的相变过程

运用变温红外和样本-样本相关光谱对40～150 ℃温度区间内的表面双稳态液晶分子MHOCPOOB的相变过程中的分子构象、排布及相互作用的变化进行研究。结果表明：室温时,分子烷基链中同时存在Zigzag和Gauche两种构象。随温度升高,其中有序的Zigzag构象转化为无序的Gauche 构象,链的扭曲程度增加。刚性核部分,羰基与相邻的苯环形成共轭体系,苯环之间相互倾斜排列,在相变过程中羰基与苯环的共平面作用逐渐被打破,且在相变点苯环间的二面角明显增大。由于表面稳定化的作用,使得在液晶盒表面上的一层膜,其结构并不随温度、相结构的变化而变化,因而在液晶盒的光谱中观察到的相变点较少。通过二维光谱作者发现,在122 ℃时分子出现细微结构调整。     

哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质

通过结构以及磁性测量,研究了哈斯勒合金Ni₅₀Mn_25+xSn_25-x (x=11,12)的马氏体相变和磁热性质.结果表明,与样品在奥氏体相的磁性不同,由于在马氏体相中反铁磁交换作用的增强,导致铁磁和反铁磁在马氏体状态下共存.此外,通过Maxwell方程,研究了两样品在不同磁场变化下马氏体相变温度附近的反磁热性质,并阐明了该系列合金产生大的正磁熵变(ΔS_M)不仅与其在降温过程中发生马氏体相变所导致的磁跃变(ΔM)有关,而且与发生马氏体相变所经历的温度区间有密切的联系. 关键词： 哈斯勒合金 Ni-Mn-Sn 马氏体相变 正磁熵变     

K3C60在200K附近的取向相变机理

研究了K₃C₆₀单晶薄膜在200K附近的导带结构.样品温度为190K时,同步辐射角分辨光电子谱能够观察到[111]方向有规律的能带色散.而在220K附近色散不存在.这一实验结果与K₃C₆₀在200K存在取向相变相符合.用反铁磁Ising模型对实验结果进行了分析.结果表明,K₃C₆₀在200K的相变是由低温下的一维无序取向结构转变为200K以上的双取向结构畴与无序分子(约占40 关键词： 3C₆₀')" href="#">K₃C₆₀ 取向相变机理