磁性物质中冷无序能的作用

在研究物质的磁性时,考虑了电子之间的正交换能(A1>0,导致电子自旋平行排列)和负交换能(A2<0,导致电子自旋反平行排列)两项各自的物理作用,不是简单地只以它们的代数和为判据.提出冷无序能的概念:当A1>|A2|(A=A1-|A2|>0)时,A1为有序能,A2为冷无序能;当A1<|A2|(A<0)时,A2为有序能,A1为冷无序能.物质的磁性决定于热运动能、有序能以及冷无序能之间的竞争.考虑了冷无序能导致“冷无序”的物理功能,将冷无序能变换为等效温度,在统计物理的框架内处理了铁磁性、反铁磁性转变和自旋玻璃冻结问题.A2=0的体系具有Weiss铁磁性,|A2|A1=1的体系表现自旋玻璃磁性,1>|A2|A1>0的体系同时具有铁磁性和自旋玻璃磁性,1>A1|A2|>0的体系同时具有反铁磁性和自旋玻璃磁性. 关键词： 交换能 冷无序能 铁磁性 反铁磁性 自旋玻璃     

Fe1-xPdx合金电子结构和磁性的理论研究

Fe1-xPdx合金的磁性强烈地依赖于其结构以及Pd的相对含量.从第一性原理出发，用线性缀加平面波(LAPW)方法，分别计算了x=000，025，050，075，100的情况下，面心立方(fcc)和体心立方(bcc)结构的Fe1-xPdx合金的电子结构和基态磁性.随x的增大，fcc结构的Fe1-xPdx合金的磁性从铁磁性或者反铁磁性变为亚铁磁性，再从亚铁磁性变为铁磁性和顺磁性；bcc结构的Fe1-xPdx合金从铁磁性减弱到顺磁性，预言了fcc结构的Fe1-xPdx合金可能存在亚铁磁相.并较好地解 关键词： 合金 电子结构 磁性     

(CoMn)n(n=1~5)合金团簇的结构和磁性

采用密度泛函理论中的局域自旋密度近似和广义梯度近似对(CoMn)n(n=1～5)团簇的几何构型进行优化、能量、频率和磁性计算,确定了团簇的基态,对其基态的磁性和电子结构进行了系统研究,并与相对应的一元团簇进行了结构和磁性比较.研究表明,两种方法确定的基态构型基本一致,当n=1～4时,等比CoMn二元合金团簇的几何形状仍与一元团簇相同;(CoMn)3和(CoMn)4团簇出现了磁性双稳态,显示铁磁性和反铁磁性耦合;二元CoMn合金团簇中Co、Mn原子磁性仍能保持一元Co、Mn团簇基态的磁性.     

退火氛围对掺杂ZnO薄膜磁性的影响

采用直流磁控反应共溅法制备了非磁性元素Al和磁性元素Co掺杂的ZnO薄膜, 样品原位真空退火后再空气退火处理. 利用X射线衍射仪(XRD) 和物理性能测量仪(PPMS) 对薄膜的结构和磁性进行了表征. XRD和PPMS结果表明, 不同的退火氛围对掺杂薄膜的结构和磁性有着很大的影响. 真空退火的Al掺杂ZnO薄膜没有观察到铁磁性, 而空气退火的样品却显示出明显的室温铁磁性, 铁磁性的来源与空气退火后导致Al和ZnO基体间电荷转移增强有关. 而对于Co掺杂ZnO薄膜, 真空退火后再空气退火, 室温铁磁性明显减弱. 其磁性变化与Co离子和ZnO基体间电荷转移导致磁性增强和间隙Co原子被氧化导致磁性减弱有关.     

磁性液体和它的应用

一、引 言 磁性液体(Magnetic fluids),有时也称为磁流体,是指具有磁性的,可以流动的液体.确切地讲,磁性液体是一种将强磁性微粉(100A左右)分散在液相中所得到的非常稳定的胶态溶液.我们在这里着重介绍具有铁磁性的磁性液体. 我们知道,有一些固体是铁磁性材料,有着较强的磁性.所以,将很细小的固体铁磁性颗粒分散到如水等溶液中,它们仍然是可以被磁化的.这样便可获得均匀的液体态磁性材料,它象固体一样具有磁牲。却又保留了液体的性质. 磁性液体首先在1965年由美国国家航空和宇宙航行局(NASA)试制成功.近年来,由于它的奇特的性质,引起了人…     

双层钙钛矿锰氧化物Nd_(2-2x)Ca_(1+2x)Mn_2O_7(x=0.4,0.5)的磁相变特性

利用固相反应法制备了Nd2-2x Ca1+2x Mn2O7(x=0.0-0.9)多晶样品,通过FULLPROF程序对样品X射线衍射图谱进行了精修,样品的空间群为14/mmm.测量了样品x=0.4,0.5的磁性(5K相似文献   

Co掺杂的ZnO室温铁磁半导体材料制备与磁性和光学特性研究

采用溶胶-凝胶法制备出具有室温铁磁性的Co掺杂的ZnO稀磁半导体材料. 通过对样品的结构、磁性和发光特性的研究发现,样品具有室温铁磁性,并发现其铁磁性源于磁性离子对ZnO中Zn离子的取代. 对不同温度制备的样品的磁性以及其发光特性的变化研究发现,样品的铁磁性与样品中锌间隙位（Zn_i）缺陷的密度有关. 关键词： ZnO 稀磁半导体 铁磁性     

Co1-xMnx合金电子结构和磁性的理论研究

Co_1-xMn_x合金的磁性强烈地依赖于其结构以及Mn的相对含量.从第一性原理出发,用线性缀加平面波(LAPW)方法,分别计算了x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00的情况下,面心立方(fcc)和体心立方(bcc)结构的Co_1-xMn_x合金的电子结构和基态磁性.随x的增大,fcc结构的Co_1-xMn_x合金的磁性从铁磁性和亚铁磁性变为反铁磁性;bcc结构Co相似文献   

玻色气体的磁性

物质磁性一直是凝聚态物理研究的重要课题.以往对磁性的探索主要是以费米子(局域或巡游的电子)为研究对象.由于传统的玻色系统液氦没有自旋,不表现磁性,玻色系统的磁性很少被关注.碱金属原子气体玻色-爱因斯坦凝聚的实现,在开辟了冷原子物理研究领域的同时,也打开了研究玻色系统磁性的大门.这是因为碱金属原子通常具有超精细结构,是旋量玻色气体,能够展示磁性.文章通过对比费米气体的相关结果,介绍了旋量玻色气体磁性的研究概况和最新进展,特别是铁磁性玻色气体的磁性相变以及在低温下铁磁性凝聚体的动力学特征.     

氧化钙薄膜中缺陷诱导的高居里温度铁磁性研究（英文）

通过脉冲激光沉积在(111)取向钇稳定的氧化锆(YSZ)衬底上制备了氧化钙(CaO)薄膜.室温下磁滞回线的实验观测数据表明CaO薄膜具有明显的铁磁性.X射线衍射和X射线光电子能谱分析表明,CaO薄膜为(111)取向,没有杂质相.在高真空条件下生长和退火的CaO薄膜都表现出铁磁性磁化行为,而在相应的CaO靶材上没有检测到这种铁磁性.结果表明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的磁化强度之间存在一定的相关性,后退火对CaO薄膜磁性的影响说明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的铁磁性是相关的.     

Zn1-xCoxO稀磁半导体薄膜的结构及其磁性研究

利用X射线吸收精细结构、X射线衍射和磁性测量等技术研究脉冲激光气相沉积法制备的Zn1-zCoxO(x=0.01,0.02)稀磁半导体薄膜的结构和磁性.磁性测量结果表明Zn1-xCoxO样品都具有室温铁磁性.X射线衍射结果显示其薄膜样品具有结晶良好的纤锌矿结构.荧光X射线吸收精细结构测试结果表明,脉冲激光气相沉积法制备的样品中的Co离子全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn的格点位置,生成单一相的Zn1-xCoxO稀磁半导体.通过对X射线吸收近边结构谱的分析,确定Zn1-xCoxO薄膜中存在O空位,表明Co离子与O空位的相互作用是诱导Zn1-xCoxO产生室温铁磁性的主要原因.     

Al/ZnO/Al薄膜的结构与磁性分析

采用直流磁控溅射的方法制备了Al/ZnO/Al纳米薄膜,并对薄膜分别在真空及空气中进行退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)和物理性能测量仪(PPMS)分别对薄膜样品的结构和磁性进行了表征.XRD分析表明,不同的退火氛围对薄膜的微结构有着很大的影响.采用了一种新的修正方法对磁测量结果进行修正,计算了基底拟合误差的最大值,并对修正后样品的磁性进行了分析.结果显示,室温铁磁性可能与Al和ZnO基体之间发生的电荷转移以及在不同退火氛围下Al在ZnO晶格中的地位变化有关. 关键词： Al/ZnO/Al薄膜 铁磁性 磁性表征     

氧气分压对TiO2薄膜结构、磁性及输运性质的影响

采用脉冲激光沉积技术在LaAlO_3(100)基片上制备了TiO_2薄膜,研究了氧气分压对薄膜结构、磁性与输运性质的影响.结构测量表明,TiO_2薄膜的结构与沉积过程中的氧气分压有关,氧气分压的增大有利于薄膜向锐钛矿相转变.磁性测量表明,在较高的氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现为顺磁性,在较低氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现出明显的室温铁磁性,其铁磁性与氧空位有密切关系.输运测量进一步表明,TiO_2薄膜表现为半导体导电特性,在具有铁磁性的薄膜中还观察到了低温磁电阻效应.     

γ相亚稳态Mn的制备和研究

过渡金属及其合金的磁性是一个长期存在争议的问题。同种元素但晶体结构不同的材料具有不同的原子间距和势场对称性,因而可能会造成电子态和磁性方面的差别.制备同一磁性金属的多种亚稳态结构,并对其电子态和磁性进行研究,有助于加深人们对金属磁性的理解,具有重要的理论意义. 金属Mn具有多种单晶结构.室温下体单晶的稳定结构(α相)是复杂立方结构(A12),它在温度低于100K时具有反铁磁性.β相Mn是存在于高温下的另一种复杂立方结构(A13),通过高温淬火可以获得它在室温下的亚稳态相,一般认为β相Mn不具有磁有序结构.γ相和δ相Mn分别具有面…     

La_(1-x)Ca_xCrO_3(x=0～0.335)的反常负磁化行为研究

采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ca_xCrO_3(x=0~0.335)多晶样品,并研究其磁性.La_(1-x)Ca_xCrO_3的奈尔温度随掺钙量的增加而降低,在零场冷却模式下外加磁场为10Oe时,La_(1-x)Ca_xCrO_3样品的磁化率-温度曲线均出现负磁化现象,这是该体系中负磁化现象的首次报道.La_(0.665)Ca_(0.335)CrO_3在50K下的磁化率数值远高于其他样品,且其负磁化行为随着外场强度增大而被抑制,说明体系可能同时存在铁磁性相与抗磁性相,外加磁场较低时,铁磁信号被抑制,呈现出温度依赖的负磁化行为;外加磁场较高时,铁磁性信号与负磁性信号叠加,呈现出反铁磁转变特性.     

(Fe1-xCox)3BO5纳米棒磁性的研究

本文采用高温有机溶剂法制备了(Fe_1-xCo_x)₃BO₅纳米棒, 通过控制反应物中乙酰丙酮钴的含量合成了不同Co含量的(Fe_1-xCo_x)₃BO₅. 利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、超导量子干涉磁强计(SQUID)对其形貌和磁性能进行了表征. 高分辨透射电子显微镜结果表明制备出的纳米(Fe_1-xCo_x)₃BO₅为多晶棒状, 且具有多折孪晶结构; 磁性测量的结果表明,(Fe_1-xCo_x)₃BO₅纳米棒在室温下表现出铁磁性, 随着Co含量的增加, 纳米棒的铁磁性逐渐增加, 该纳米棒有望用来研究生物大分子的机械性能.     

脉冲激光沉积法制备的Ni1-xFexO稀磁半导体的结构和磁性研究

利用脉冲激光沉积方法制备出了具有室温铁磁性的Ni1-1-xFexO(x=0.02,O.05)稀磁半导体.X射线衍射(XRD)结果表明Ni,1-xFexO的品体结构为Nacl结构,并且在Fe含量较高的Ni095Fe0.05O中出现了少量的a-Fe2O3物相.X射线吸收近边结构谱(XANFS)和X射线光电子能谱(XPs)进一步表明了掺杂的Fe原子替代Ni0日格中Ni原子,并且样品中不存在能够诱导室温磁性的第二相.这些研究结果表明Ni1-xFexO的室温铁磁性是本征的.     

强磁场诱导的生长对聚(3-己基噻吩):富勒烯复合薄膜室温铁磁性的影响

聚(3-己基噻吩)(P3HT)与富勒烯(C_(60))(或其衍生物)形成的有机复合薄膜(P3HT:C_(60))具有室温铁磁性,但如何进一步提高其磁性能以及探究薄膜结构和磁性质的联系尚未见报道.本文采用强磁场下的溶液相沉积方法制备P3HT:C_(60)薄膜,并利用超导量子干涉磁强计、电子自旋共振谱和紫外-可见光吸收谱,研究了强磁场诱导对薄膜铁磁性和微结构的影响.发现其室温铁磁性有显著提高,饱和磁化强度较未加磁场生长的样品增大一个数量级,并且显示较高的居里温度(大于400K).薄膜结构分析发现,强磁场诱导引起P3HT分子链间堆积有序增强和结晶度的提高.这将增强体异质结薄膜内P3HT分子与C_(60)分子间的电荷转移,因而可能是P3HT:C_(60)薄膜室温铁磁性增强的一个重要原因.     

磁学发展简述

一、磁性的意义和分类 所渭磁性,从广义上讲,是指物体在不均匀磁场中受力的性质。由受力的强弱又分为强磁性和弱磁性。一般常把强磁性称为磁性(狭义)或铁磁性,而不恰当地把弱磁性称为“无磁性”或“非磁性”。弱磁性又分为抗磁性和顺磁性。在不均匀磁场中物体沿磁场减弱方向受力的性质称为抗磁性,这是一切物体都具有的性质,但有时为其它更强的磁性所掩盖;如水、铜和绝大多数有机分子和生物大分子都是抗磁性物质。在不均匀磁场中,物质沿磁场增强方向受力的性质称为顺磁性,如铝、氧化和未氧化的血红蛋白都是顺磁性物质。在不均匀性磁场中,物体沿磁场增强方向受力且比顺磁性强几万甚至几百万倍以上的性质称为强磁性,一般常称为铁磁性。强磁性是由于物体中磁性原子的磁矩,在一定条件下受一种强的相互作用而排列有序时产生的。根据磁有序类型的不同,又分为铁磁性(原子磁矩平行排列)、亚铁磁性(两类或更多种大小不同的磁矩反平行排列)和其它更为复杂的磁有序性:但如果磁有序的原子磁矩互相抵消,则不显强磁性,称为反铁磁性。常见的铁磁性物质有铁、钴、镍及其一些合金和化合物;常见的亚铁磁性物质有磁铁矿和多种铁氧体材料;FeO、CoO、NiO则是反铁磁物质。研究广义     

Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究

采用共沉淀方法制备了名义组分为Zn_1-xMn_xO(x=0.001,0.005,0.007,0.01)的Mn掺杂的ZnO基稀磁半导体材料,并研究了在大气气氛下经过不同温度退火后样品的结构和磁性的变化.结果表明：样品在600℃的大气条件下退火后, 仍为单一的六方纤锌矿结构的ZnO颗粒材料;当样品经过800℃退火后,Mn掺杂量为0.007,0.01的样品中除了ZnO纤锌矿结构外还观察到ZnMnO₃第二相的存在.磁性测量表明,大气条件下600℃退火后的样品,呈现出室温铁磁性;而800℃退火后的样品,其室温铁磁性显著减弱,并表现为明显的顺磁性.结合对样品的光致发光谱的分析,认为合成样品的室温铁磁性是由于Mn离子对ZnO中的Zn离子的替代形成的. 关键词： ZnO 掺杂 稀磁半导体 铁磁性