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含阻挫准一维自旋链的基态自旋图像研究

作　者: 蒋建军
导　师: 刘拥军
学　校: 扬州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 反铁磁海森堡自旋链自旋波理论格林函数理论耦合团簇方法严格对角化方法密度矩阵重整化群方法 Lieb-Mattice定理
分类号: O481
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

低维反铁磁海森堡自旋系统的基态与低激发态的性质在近十多年来一直受到广泛而持续的关注。由于低维体系中有很强的量子涨落,使这些体系呈现出许多新奇的特性,如会有自旋准长程序、自旋能隙、量子相变等现象。几何维度显著影响着反铁磁海森堡自旋系统的性质。在一维s=1/2的反铁磁海森堡链模型的旁边掺入相同自旋的磁性杂质原子(称为侧自旋),构成一类新的准一维模型体系,侧自旋与链上最近邻格点自旋间的交换作用耦合常数为J ,与链上次近邻格点自旋间的交换作用(即阻挫作用)耦合常数为αJ。我们研究了掺入侧自旋后,随着侧自旋与链上次近邻格点自旋间相互作用的改变,晶格体系的基态自旋图像、磁性特性、自旋能隙等物理性质。严格对角化方法的结果表明,对于有限长的一维海森堡反铁磁链,随着次近邻作用的改变,在不同的参数区间,该体系将分别处于自旋奈尔序,自旋倾斜序和自旋无序区。基于三子格模型的自旋波理论和动量空间的格林函数方法的研究结果表明,在次近邻作用比较微弱时,该体系仍将处于奈尔序。同时,体系的性质发生了一些明显变化,阻挫导致两支光学模能隙简并的解除,阻挫引起声学模自旋波激发谱软化,但并不导致光学模激发谱软化。阻挫导致两支光学模激发谱中的一支明显下移,这意味着阻挫使光学模激发变得重要且容易实现,阻挫引起的自旋偏离对于属于不同的子格的自旋是不同的,阻挫对于系统基态磁性长程序的削弱随着阻挫增强变得越来越明显。

全文目录

摘要  4-6
英文摘要  6-8
第一章序言  8-11
第二章研究的理论模型  11-16
  2.1 研究的模型及意义  11-12
    2.1.1 研究的模型  11
    2.1.2 研究的意义  11-12
  2.2 其它常见的海森堡模型系统  12-15
    2.2.1 有阻挫作用的一维反铁磁海森堡自旋系统  12-13
    2.2.2 垂直二聚体反铁磁海森堡自旋系统  13-14
    2.2.3 Distorted-Diamond 模型系统  14
    2.2.4 自旋梯子模型系统  14-15
  2.3 参考文献  15-16
第三章主要的物理量和序参数  16-19
  3.1 基态能量  16
  3.2 自旋能隙  16
  3.3 自旋关联函数  16-17
  3.4 关联长度  17
  3.5 总自旋  17
  3.6 自旋单态的态密度  17-18
  3.7 String 参量  18
  3.8 参考文献  18-19
第四章主要的理论方法  19-32
  4.1 解析方法  19-25
    4.1.1 自旋波理论  19-20
    4.1.2 格林函数方法  20-22
    4.1.3 耦合团簇方法  22-25
  4.2 数值方法  25-30
    4.2.1 严格对角化方法简述  25-28
    4.2.2 密度矩阵重整化群方法简述  28-30
  4.3 参考文献  30-32
第五章结果和讨论  32-62
  5.1 经典情况下研究模型的相图  32-33
  5.2 线性自旋波理论的研究结果  33-42
    5.2.1 基于三子格模型的线性自旋波理论  33-37
    5.2.2 阻挫对体系性质的影响  37-42
  5.3 耦合团簇方法研究结果  42-51
    5.3.1 耦合团簇方法研究该模型的主要过程  42-43
    5.3.2 结果和讨论  43-51
  5.4 严格对角化方法研究结果  51-52
  5.5 密度矩阵重整化群方法研究结果  52-59
    5.5.1 体系的基态能  52-53
    5.5.2 体系的能隙  53
    5.5.3 体系的关联函数  53-55
    5.5.4 体系自旋无序区性质的研究  55-59
  5.6 不同方法结果的比较  59-60
    5.6.1 体系基态能的比较  59
    5.6.2 体系临界点判断的比较  59-60
  5.7 参考文献  60-62
致谢  62-63
发表论文  63

含阻挫准一维自旋链的基态自旋图像研究

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