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含阻挫的亚铁磁性Heisenberg模型的数值研究

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含阻挫的亚铁磁性Heisenberg模型的数值研究

作者：张松俊扬州大学

学位级别：硕士

自从在一些有阻挫的海森堡(Heisenberg)自旋模型中发现了可能与高温超导机制有关的短程共振价键态(short-range resonating-valence-bond phase)后,含阻挫(frustration)的自旋系统引起了广泛而持续的关注。本论文研究的是一种含阻挫的S ... 详细信息

自从在一些有阻挫的海森堡(Heisenberg)自旋模型中发现了可能与高温超导机制有关的短程共振价键态(short-range resonating-valence-bond phase)后,含阻挫(frustration)的自旋系统引起了广泛而持续的关注。本论文研究的是一种含阻挫的S =1/2准一维反铁磁自旋链但却具有亚铁磁性的海森堡模型,即在S =1/2一维海森堡反铁磁链的上方每间隔一个格点周期性地掺入一个自旋为1/2的侧自旋,并且考虑侧自旋与链上次近邻格点间的交换作用(即阻挫αJ)。严格对角化方法(ED)对于研究有限尺寸量子多体系统的物理特性,是非常有效而且很受欢迎的数值方法。而密度矩阵重整化群方法(DMRG)是处理一维和准一维量子自旋系统的强有力的工具,它克服了量子蒙特卡罗方法(QMC)中的负符号以及ED方法中只能处理有限格点的问题。本论文将利用ED和DMRG两种数值方法,计算周期掺杂侧自旋并引入阻挫后的准一维反铁磁自旋系统的基态能、自旋能隙、自旋关联函数和自旋态密度等物理量,研究阻挫( 0≤α≤1)对体系基态自旋图像以及磁序特性的影响。首先利用简单的数学解析方法,得到体系随α变化的经典相图:亚铁磁序( 0≤α1)。随后利用ED方法计算有限尺寸系统的基态总自旋S并外推到热力学极限情况,从而预测出体系的量子相图:亚铁磁相( 0≤α亚铁磁相区域比经典情况下范围大,这又证实一个较为普遍的物理图像:量子涨落更倾向于自旋系统成奈尔序的自旋排列。利用DMRG方法得到的系统基态能图和自旋关联图都证实了ED方法预测的量子相图,研究结果也进一步表明阻挫对系统基态的影响主要表现为:①在磁有序相区域(亚铁磁相+倾斜相),逐渐增强的阻挫只能减弱体系的磁有序性质,但还不能破坏其基态的磁性长程序;②在量子无序区域( 0 .412的权重取值以及实际基态与严格TD态下的单个晶胞基态能GSEPU (Ground-State Energy Per Unit Cell)比较都发现:体系在无序区的基态自旋状态可能和α=1出现的比dimer态更大的TD团簇态有关。

关键词：准一维反铁磁自旋链亚铁磁性严格对角化方法密度矩阵重整化群方法自旋关联自旋能隙 TD团簇态

X-Y-Z模型—各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下的二维复式正方晶格的内能

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辽宁大学学报（自然科学版） 2005年第1期32卷 7-10页

作者：成泰民千光源东北大学理学院物理系辽宁沈阳110004 沈阳航空工业学院理学系辽宁沈阳110034

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维正方复式晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系综平均值得到了系统基态的内能U,并分析了系统基态的内能U随自旋量子数、各向异性参... 详细信息

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维正方复式晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系综平均值得到了系统基态的内能U,并分析了系统基态的内能U随自旋量子数、各向异性参数X1、X2、X3 的变化规律.

关键词：格林函数各向异性亚铁磁性基态内能

X-Y-Z模型-各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下复式正方晶格的自旋波解

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2005年第2期21卷 173-176页

作者：成泰民东北大学理学院物理系辽宁沈阳110004

目的为了深入研究X Y Z模型各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下复式正方晶格的自旋波解以及对系统的热力学性质和磁性质.方法利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了系统的自旋波解.结果系统的磁振子能谱随各向异性参数(X1,X2,X3... 详细信息

目的为了深入研究X Y Z模型各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下复式正方晶格的自旋波解以及对系统的热力学性质和磁性质.方法利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了系统的自旋波解.结果系统的磁振子能谱随各向异性参数(X1,X2,X3)、自旋量子数(Sa,Sb)在第一布里渊区中的主要对称点线上随波矢k的变化规律.结论系统的磁振子能谱的排序与自旋量子数(Sa,Sb)、各向异性参数(X1,X2,X3)、第一布里渊区中的位置无关,在布里渊区边界附近各向异性参数对磁振子能谱没有影响.X1=1 0时在Γ点E2=E1(二重简并),E2、E4随X1的增加而下降.磁振子能谱E4、E2与E1、E3对于E/J=0线对称分布.Sa对E2、E1几乎没有影响,但对E4、E3有显著的影响.

关键词： Heisenberg 正方晶格亚铁磁性自旋波系统复式各向异性参数自旋量子数布里渊区热力学性质格林函数法磁振子作用模型变化规律对称分布能谱磁性质对称点 E2 E1 排序简并

X-Y-Z模型-各向异性亚铁磁性Heisenberg系统——正方复式晶格的基态磁化强度

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沈阳工业大学学报 2005年第3期27卷 350-353页

作者：成泰民祖新慧东北大学理学院沈阳110004 沈阳航空工业学院理学系沈阳110034

利用Heisenberg交换作用模型,格林函数法研究X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维正方复式晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系综平均值得到了系统基态的饱和磁化强度MT/M0,并分析了系统基态的饱和磁化强度MT(A,B)/M0... 详细信息

利用Heisenberg交换作用模型,格林函数法研究X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维正方复式晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系综平均值得到了系统基态的饱和磁化强度MT/M0,并分析了系统基态的饱和磁化强度MT(A,B)/M0(A,B)随自旋量子数,各向异性参数X1,X2,X3的变化规律,得到下列结果:随X1增加,MTA/M0A和MTB/M0B的绝对值减小.随参数X3的增加,A次晶格的基态磁化强度急剧下降的X1位置向后移,B次晶格的基态磁化强度绝对值急剧下降的X1位置也向后移,且B次晶格与A次晶格的基态磁化强度方向相反.

关键词：亚铁磁性格林函数各向异性磁化强度 X-Y-Z模型次品格自旋量子数

X-Y-Z模型各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下的二维复式长方晶格的基态磁化强度的性质

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辽宁大学学报（自然科学版） 2004年第3期31卷 247-251页

作者：成泰民罗宏超徐恩生王金刚东北大学理学院物理系 110006 沈阳航空工业学院理学系 110034

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维复式长方晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系统平均值得到了系统基态的饱和磁化强度MT/M0,并分析了系统基态的饱和磁化强度MT(A,B)... 详细信息

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维复式长方晶格的自旋波解.通过求解算符的关联函数和热力学系统平均值得到了系统基态的饱和磁化强度MT/M0,并分析了系统基态的饱和磁化强度MT(A,B)/M0(A,B)随自旋量子数、各向异性参数X1、X2、X3的变化规律.

关键词： X-Y-Z模型亚铁磁性格林函数各向异性磁化强度 Heisenberg系统长方晶格

晶格常数对亚铁磁性二维长方晶格磁振子能谱的影响

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沈阳航空工业学院学报 2005年第1期22卷 66-69页

作者：成泰民杨智沈阳航空工业学院理学系

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X-Y-Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维长方复式晶格的自旋波解。并且讨论了系统的磁振子能谱随交换积分常数比J2 /J1的变化规律,以及在第一布里渊区中的线上随波矢k 的变化规律。因... 详细信息

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X-Y-Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维长方复式晶格的自旋波解。并且讨论了系统的磁振子能谱随交换积分常数比J2 /J1的变化规律,以及在第一布里渊区中的线上随波矢k 的变化规律。因为交换积分(J1, J2 )与亚铁磁性晶体的晶格常数有关, 并且随晶格常数的增加交换积分 (J1, J2 )将减小。我们得出系统的磁振子能谱在∑线分裂为E4 >E2 >0>E1 >E3,并且E1、E3 随晶格常数的减小而减小,但是E2、E4 随晶格常数的减小而增大。

关键词：亚铁磁性磁振子能谱第一布里渊区各向异性交换积分常数