高温超导体中反铁磁自旋涨落对其自旋磁化率效应

本提出温超导体中存在反铁磁自旋涨落对其自旋磁化率效应，研究指出高温超导体中反铁磁自旋涨落对其自旋磁化率的效应引起自旋磁化率随温度单调变化。     

铁基超导体中的长程反铁磁序

文章回顾了用中子散射技术对铁基超导体中所存在的三维长程反铁磁序进行研究的进展.大多数铁基超导体母体的晶体结构在温度降低时都经历了从四方相变化到正交相或单斜相的结构相变.在此相变温度之下,自旋系统也从顺磁变化到三维长程反铁磁.在掺杂之后,结构相变和磁相变都被压制,而超导则最终出现.文章详细介绍了各种母体中的三维反铁磁结构及其自旋波频谱,并讨论了掺杂对反铁磁相变和晶格相变的影响.     

LiFeAs超导体中磁性与声子软化

运用第一性原理密度泛函理论研究了铁基超导体LiFeAs的电子结构和声子谱.计算得到的LiFeAs基态具有涨落的条型反铁磁构型.通过比较LiFeAs在非磁态与条形反铁磁态下的声子态密度,发现,LiFeAs中各向异性自旋互作用的竞争产生了不稳定的自旋密度波和部分晶格位置弛豫,导致Fe和As原子振动模式的软化,从而提高电声子耦合强度.因此,自旋-声子互作用对非常规超导电性有重要贡献. 关键词： 铁基超导体 反铁磁序 超导电性 电声子耦合     

在铁基超导体中观察到绝缘体-超导体转变

铜氧化合物高温超导体的母体普遍认为是反铁磁的Mott绝缘体,超导电性的产生是通过掺杂引入载流子,压制反铁磁态导致的绝缘体-超导体转变而实现的。与铜氧化合物高温超导体不同,铁基超导体的母体虽然也大多具有反铁磁结构,但却表现为导电性较差的金属特性。因此,关于铁基超导体中电子关联的强弱以及Mott绝缘体图像是否仍然适用于铁基超导体,一直存在着争议。中国科学     

一种等效于反铁磁海森伯混合自旋链的铁磁-反铁磁交替自旋链

利用严格对角化方法研究了一种自旋为1/2的铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质.计算了自旋关联函数、自旋z方向分量、自旋激发谱和磁化曲线等基本物理量,并将这些物理量和自旋为(1,1/2)的混合反铁磁自旋链对应的物理性质进行了比较.结果表明,当铁磁作用居于主导地位时,该模型的物理行为等效于混合自旋模型.因此,可以通过分析铁磁-反铁磁交替自旋链的物理性质研究混合自旋链的物理行为.     

铁基氟化物超导体SrFe_(1-x)Co_xAsF(x=0,0.125)声子特性的第一性原理计算研究

采用基于第一性原理的平面波赝势方法,计算了铁基氟化物及其钴掺杂超导体SrFe1-xCoxAsF(x=0,0.125)在四方非磁态与正交条纹反铁磁态下的声子谱(声子色散曲线、声子态密度)及电-声子耦合常数.计算发现:条纹反铁磁相互作用下的自旋-声子耦合效应强于电-声子耦合作用使声子谱的宽度减小;自旋效应使声子的有效质量增加导致条纹反铁磁态下Fe原子与As原子的耦合振动频率减小.另外,掺杂和自旋效应是提高电-声子耦合常数的两个有效方法,但计算所得超导转变温度远小于实验测量值,表明铁基超导电性非简单的电-声子耦合配对机理.     

铁砷超导体比热特征的理论和实验比较研究

以海森堡相互作用模型为基础,系统分析了铁砷超导体自旋密度波的反铁磁表现形态,计算了长波近似条件下的内能和比热等理论值,比较讨论了与实验结果的符合情况及其相应意义,表明自旋密度波理论在较低温度下基本能够描述铁砷超导体的有关特征.详细分析讨论了电子和声子在不同低温区对比热的贡献,与实验结果进行了比较.     

铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流

由Bogoliubov-de Gennes方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，利用推广的Furusaki-Tsukada的电流公式计算了铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体(FS/I/p)结的直流Josephson电流随结的温度、相位差以及FS中磁交换能、结界面的势垒散射强度的变化关系.研究表明：FS中磁交换能、结界面的势垒散射均抑制FS/I/p结的直流Josephson电流.当自旋三重态超导体具有p_x波配对势时，自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π. 关键词： 铁磁超导态 自旋三重态超导体 p波超导体 直流Josephson电流     

钴氧化物中晶格与自旋的关联耦合效应研究

强关联电子体系具有多序参量耦合且极易受到外场高效调控的特性.钴氧化物(LaCoO₃)是一类典型的多铁性(兼具铁弹性和铁磁性)氧化物材料,受到了研究者们广泛和深入的研究.过去,针对钴氧化物的研究都集中于应力作用下的铁弹性相变和结构调控方面.近年来,研究人员新奇地发现钴氧化物薄膜在张应力作用下发生顺磁到铁磁相转变,但其根源一直存在较大争议.部分实验证据表明应力将会导致钴离子价态降低产生自旋态转变,而另一些研究者认为应力诱导的纳米畴结构会呈现高自旋态的长程有序排列,才是钴氧化物薄膜铁磁性的主要原因.本综述主要介绍近几年来钴氧化物薄膜和异质结中自旋与晶格之间关联耦合效应的系列进展.在保持钴离子价态不变时,通过薄膜厚度、晶格失配应力、晶体对称性、表面形貌、界面氧离子配位和氧八面体倾转等结构因素诱导钴氧化物薄膜的自旋态可逆转变,从而形成高度可调的宏观磁性.进而,研究者们利用原子级精度可控的薄膜生长技术构筑了单原胞层钴氧化物超晶格,通过高效的结构调控,实现了超薄二维磁性氧化物材料.这些系列进展不仅澄清了强关联电子体系中晶格与自旋等序参量之间的强耦合关系,而且为实现氧化物自旋电子...     

铁磁/超导/铁磁异质结中的态密度谱和局域磁矩

通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程研究不同交换场下铁磁和超导之间的相互作用.我们发现超导体内的自旋单态能够穿透进入铁磁体并能在铁磁体内产生一个"子能隙".不同自旋的"子能隙"随着铁磁交换场的增加会在能谱中发生相对移动,形成各种不同结构的态密度.另外,铁磁体的反邻近效应能够在超导区域引起一个局域磁矩.该磁矩会随着铁磁交换场的增加由负变正,这与界面附近超导和铁磁之间的相互竞争有关.     

Slater绝缘体的磁性和能带计算研究

Slater相变是一种由于反铁磁序形成而导致的金属—绝缘体相变.本文采用第一性原理密度泛函计算方法研究了两种Slater绝缘体材料NaOsO_3和Cd_2Os_2O_7的电子结构,进而研究了反铁磁序排列、自旋轨道耦合和电子关联对其电子结构以及相变性质的影响.研究结果表明,非磁相的NaOsO_3具有金属性;而G型线性反铁磁结构是驱动NaOsO_3发生Slater相变的磁基态.此外,研究结果表明,非磁相的焦绿石Cd_2Os_2O_7的能带结构在费米能级处是连续的,表现为金属性;并且带有磁阻挫的Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的条件十分苛刻,只有在自旋轨道耦合和1.8 eV电子关联的共同作用下一种全进—全出非线性反铁磁结构才能使其发生Slater相变.说明全进—全出非线性反铁磁结构是使Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的磁基态,而自旋轨道耦合和1.8 eV的电子关联在消除磁阻挫上起到了关键作用.     

稀土正铁氧体中THz自旋波的相干调控与强耦合研究进展

基于反铁磁材料的自旋逻辑器件被认为具有更低的能量损耗、更快的速度和更高的稳定性,这使得反铁磁材料的超快自旋动力学成为当前自旋电子学研究的热点.由于反铁磁体具有强的交换耦合和高的共振频率,将在GHz甚至THz波段得到广泛应用.本文综述了利用太赫兹(THz)脉冲的磁场分量与反铁磁自旋序之间的相互作用进行探测与操控.利用THz脉冲时域光谱,系统研究了反铁磁性稀土正铁氧体(RFeO_3)中自旋共振的非热激发及其弛豫动力学.总结了RFeO_3的准铁磁和准反铁磁自旋模式的共振频率,以及由R~(3+)-Fe~(3+)离子间的相互作用所确定的自旋重取向温区.不仅可以利用具有时间延迟的THz双脉冲实现DyFeO_3中自旋极化的相干控制,利用材料的各向异性以单个THz脉冲也可以实现YFeO_3中的自旋波相干调控.在Er_xY_(1-x)FeO_3单晶样品中,找到了自旋与真空磁子的关联交换耦合的实验证据,证明了存在以物质-物质相互作用形式的迪克协作耦合.最后,讨论了THz波在TmFeO_3晶体传播过程中诱导的磁极化子.     

La0.7Sr0.3-x□xCoO3(0≤x≤0.2)钴氧化物中锶空位诱导的自旋态转变效应

研究了锶空位对La0.7Sr0.3-x□xCoO3(0≤x≤0.2多晶钴氧化物结构、磁性和输运性质的影响.结果表明:随着锶空位浓度x的增大,A位阳离子无序度增大,导致铁磁双交换作用减弱及反铁磁超交换作用增强,两者相互竞争,出现团簇自旋玻璃态;空位浓度超过10%后,Co-O键长迅速减小,导致晶体场劈裂能加大,大部分三价钴离子以低自旋态出现,系统基态为类超顺磁态,同时样品发生金属-绝缘体相变.     

La0.7Sr0.3-x□xCoO3(0≤x≤0.2)钴氧化物中锶空位诱导的自旋态转变效应

研究了锶空位对La_0.7Sr_0.3-x_xCoO₃ (0≤x≤0.2)多晶钴氧化物结构、磁性和输运性质的影响.结果表明：随着锶空位浓度x的增大,A位阳离子无序度增大,导致铁磁双交换作用减弱及反铁磁超交换作用增强,两者相互竞争,出现团簇自旋玻璃态;空位浓度超过10%后,Co—O键长迅速减小,导致晶体场劈裂能加大,大部分三价钴离子以低自旋态出现,系统基态为类超顺磁态, 关键词： 空位掺杂 钴氧化物 自旋转变     

交换偏置系统中的反铁磁磁化与自旋波

采用自由能变分法研究了铁磁/反铁磁双层膜系统在反铁磁层存在净磁化下的自旋波谱.本模型中铁磁薄层具有单轴磁晶各向异性和立方磁晶各向异性,反铁磁层仅具有单轴磁晶各向异性,但厚度有限,推导出了系统铁磁共振频率的表达式.结果表明：系统的自旋波谱分光学模和声学模两种,其中光学模仅在反铁磁层存在净磁化时得到激发.自旋波谱可按外磁场强度的变化情况分为强弱两支;区分强磁场和弱磁场的临界场依赖于铁磁/反铁磁间的交换作用,反铁磁层的磁化强度以及反铁磁层的厚度等.交换偏置场对光学模的影响明显于声学模,而反铁磁的净磁化和其厚度对系统的影响紧密联系,难以区分.但当反铁磁层净磁化很小可忽略时,系统只存在声学模激发. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 反铁磁层净磁化 光学模 声学模     

阻挫诱导的亚铁磁性Heisenberg系统中的量子相变

利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究磁性阻挫对一种S=1/2准一维反铁磁自旋链但却具有亚铁磁性的Heisenberg系统基态的影响.计算了单个晶胞的基态能、自旋关联函数以及自旋能隙.研究表明这种Heisenberg自旋系统的基态随着阻挫α的增强将从磁有序相变化到自旋无序相,并且伴随着自旋能隙的出现,量子相变点为α≈0.412.同时线形链上格点间自旋长程关联值的计算结果表明在磁有序区间体系的磁有序性质随着α的增强而减弱,阻挫在0≤α< 关键词： 准一维反铁磁自旋链 亚铁磁性 密度矩阵重整化群 自旋能隙     

合成反铁磁Ni81Fe19/Co90Fe10/Ru/Co90Fe10/Ni81Fe19的研究

采用直流磁控溅射方法制备了一系列的合成反铁磁及以其为自由层的自旋阀.研究发现,在Ni81,Fe19与Ru层之间插入适当厚度的Co90Fe10层后,可有效地提高合成反铁磁两磁性层间的反铁磁耦合强度,得到具有饱和场日.更高、饱和磁化强度M.更低、热稳定性更好的合成反铁磁.另外,以这种合成反铁磁作自旋阀的自由层时,可有效提高自旋阀的稳定性.     

合成反铁磁Ni81Fe19/Co90Fe10/Ru/Co90Fe10/Ni81Fe19的研究

采用直流磁控溅射方法制备了一系列的合成反铁磁及以其为自由层的自旋阀.研究发现,在Ni₈₁Fe₁₉与Ru层之间插入适当厚度的Co₉₀Fe₁₀层后,可有效地提高合成反铁磁两磁性层间的反铁磁耦合强度,得到具有饱和场H_s更高、饱和磁化强度M_s更低、热稳定性更好的合成反铁磁.另外,以这种合成反铁磁作自旋阀的自由层时,可有效提高自旋阀的稳定性. 关键词： 合成反铁磁 退火 自旋阀     

铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波禁闭现象研究

本文在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,研究了非周期性边界条件下,铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波低温激发问题.发现体系中除了存在体自旋波外还存在禁闭自旋波.此类自旋波只能在一个子层中传播,在另一子层中没有激发.而且,禁闭在反铁磁层中自旋波的能量低于体自旋波的能量;禁闭在铁磁层中自旋波的能量高于体自旋波的能量.     

扩展的t-J模型中的非公度反铁磁自旋关联

在t-J模型和fermion-spin理论框架下,研究了电子次近邻跃迁t′对欠掺杂四方晶格铜氧化物材料的反铁磁非公度自旋关联的影响.结果表明,虽然电子次近邻跃迁项使得自旋结构因子的非公度峰强度增加,但对物理上合理的、较小的t′值,t-t′-J模型的非公度自旋关联与t-J模型定性一致.