量子磁體Li1-xNaxCu2O2單晶磁化率研究.pdf

1、在低維度的量子自旋系統(tǒng)中會出現磁有序、磁無序及各種臨界狀態(tài)，這些體系中量子效應明顯，常常具有很強的量子漲落，這使得體系中會出現復雜的性質，如自旋準長程序、自旋能隙、自旋液體相和量子有序到無序的奇異轉變等現象。而在含阻挫的量子自旋系統(tǒng)中磁性阻挫與量子漲落共同存在，這就使得體系的熱力學性質更加復雜。近年來人們在準一維、二維的邊共享的銅氧化物中發(fā)現了這種磁性阻挫與量子漲落共同存在的現象，并對這類物質進行了很多相關的理論和實驗的研究，但如何解釋

2、其基態(tài)和激發(fā)態(tài)性質和定量的計算內部磁性相互作用的大小依舊給人們帶來挑戰(zhàn)。
　　 在本論文中，主要研究了Na摻雜對LiCu2O2單晶磁性的影響。通過自助溶劑法制備了Li1-xNaxCu2O2（x=0,0.05,0.1,0.2）單晶，通過測量其c方向的磁化率對其低溫熱力學性質進行研究和探索，發(fā)現LiCu2O2中存在著磁性阻挫與量子漲落相互競爭的情況。Na的摻雜在母體中引入無序，使其基態(tài)性質更加復雜；根據Heisenberg交換作用原

3、理對Li1-xNaxCu2O2單晶磁性進行了定性的解釋，并運用擬合公式對其磁化率結果進行了擬合，得到具體的相互作用參數。
　　 第一章主要簡述了磁性的基本理論、量子自旋系統(tǒng)的歷史以及Heisenberg交換作用原理，緊接著闡述了量子自旋系統(tǒng)中阻挫的來源以及銅氧化物中磁性阻挫的來源，最后詳細介紹了幾種典型的含阻挫Heisenberg量子模型。
　　 第二章介紹了表征磁性體的主要手段：磁化率和電子順磁共振的測量，例舉了幾種典

4、型磁體的磁化率測量結果，隨后詳細闡述了阻挫量子自旋系統(tǒng)的相圖，最后介紹了一個用于擬合S=1/2阻挫量子自旋系統(tǒng)磁化率、磁比熱實驗結果的公式。
　　 第三章首先介紹了一種經典的單晶生長方法：自助溶劑法，并詳細闡述了自助溶劑法生長單晶各種客觀條件的選擇，闡述了Li1-xNaxCu2O2（x=0,0.05,0.1,0.2）單晶的生長細節(jié)和樣品質量的鑒定及結構的表征。
　　 第四章主要研究了Na摻雜引起LiCu2O2單晶c方向磁

5、化率的變化以及晶胞參數的變化。其主要目的就是為了研究該體系摻雜效應與磁轉變溫度、磁相互作用參數、阻挫因子以及晶格參數的變化之間的關系。通過Heisenberg交換作用原理對其基態(tài)性質進行了描述，根據擬合公式對其磁化率結果進行擬合。
　　 磁化率結果顯示，由于磁性阻挫與量子漲落共同存在，不同摻雜量的單晶基態(tài)并是傳統(tǒng)的螺旋磁有序，而是非公度的量子磁有序，自旋能隙沒有完全形成；而且Na的摻雜在體系中引入無序，隨著摻雜量的增加體系無序程