雙交換模型和自旋玻璃的Monte Carlo方法研究.pdf

1、y - 8 0 9 8 n 1分類號U D C中密級編號學(xué) 位 論 文雙交換模型和白旋玻璃的M o n t eC a r I o 方法研究張其黎王孝群研究員指導(dǎo)教師姓名 趙憲庚 研究員申請學(xué)位級別 博士專業(yè)名稱 理論物理論文提交日期 2 0 0 5 ．5 論文答辯日期學(xué)位授予單位和日期??????????????答辯委員會主席評閱人2 0 年 月 日A b s t r a c tT h ed o p e dm a n g a n e s

2、 eo x i d e s ，w i d e l yk n o w n a s m a n g a n i t e s ，t h a te x h i b i t t h e“C o l o s s a l ”M a g n e t o r e s i s t a n c e ( C M R ) e f f e c t ，h a v eb e e na m a i n f o c u so f c o n d e n s e dm a

3、t t e rp h y s i c sr e s e a r c h e si nr e c e n ty e a r so w i n gt ot h ep o t e n t i a la p p l i c a b i l i t ya sw e l la sf a s c i n a t i n gp h a s ed i a g r a m s ．T h et h e o r e t i c a l a n de x p e

4、 r i m e n t a ls t u d i e ss u g g e s tt h a tt h eg r o u n d s t a t e so f m a n g a n i t em o d e l st e n d t ob ei n h o m o g e n e o u s d u et ot h ep r e s e n c eo fs t r o n g t e n d e n c i e s t o w a

5、r d p h a s e s e p a r a t i o n T h ed o u b l e e x c h a n g em o d e l w i t ha n t i f e r r o m a g n e t i cc o u p l i n gf o rl o c a l i z e ds p i n si sp r o p o s e dt oq u a l i t a t i v e l ye x p l a i

6、nt h es t a b i l i t y o ft h e a n t i f e r r o m a g n e t i c s t a t e a n dp h a s e s e p a r a t i o n n e a r x = 0 o r 1 ．T h ei n t e r n a l e n e r g y , t h e e l e c t r o nd e n s i t y a s af u n c t i

7、o n o fc h e m i c a l p o t e n t i a l a n d t h es t r u c t u r ef a c t o ra r ec o m p u t e db y u s i n gM o n t eC a r l os i m u l a t i o n s ．T h ep h a s e d i a g r a mi sd r a w nw i t ht h ei n f o r m a

8、t i o na b o u tt h e s eo b s e r v a b l e s ．T h et h e r m o d y n a m i c p r o p e r t i e sa l s oc a l c u l a t e df o r d i f f e r e n tp h a s ea n dl o w t e m p e r a t u r ep r o p e r t i e sa tq u a r t

9、e rf i l l i n ga r es t u d i e di nd e t a i l s ．S p i ng l a s s e s a r e m a t e r i a l sw h o s e m a g n e t i c p r o p e r t i e sa r e s t r o n g l yi n f l u e n c e db yd i s o r d e r a n d f r u s t r a

10、t i o n ．F o rt w o A r c h i m e d e a n l a t t i c e s ，( 3 , 1 2 2 ) a n d K a g o m e l a t t i c e s ，t h ef r u s t r a t i o n i s a l r e a d yi n c u r r e db yt h e i rs t r u c t u r ew i t ha n t i f e r r o

11、 m a g n e t i cc o u p l i n gb e t w e e nt w oI s i n gs p i n si ne a c h n e a r e s tn e i g h b o r p a i r ．T h ei n t e r n a le n e r g Ns p e c i f i ch e a t ，f r e e e n e r g y , e n t r o p Nm a g n e t i

12、z a t i o n ，a n ds p i n s u s c e p t i b i l i t y a r ec a l c u l a t e db yu s i n gW a n g —L a n d a u a l g o r i t h m o f t h eM o n t e C a r l os i m u l a t i o n ．D i l u t e dm a g n e t i cs e m i c o n

13、d u c t o r s ( D M S ) a r e a t t r a c t i n gm u c h a t t e n t i o nl a t e l yd u et o t h e i rp o t e n t i a l f o rd e v i c e a p p l i c a t i o n si n t h e g r o w i n gf i e l d o fs p i n t r o n i c s ．

14、T h e i rd y n a m i c a l m a d t r a n s p o r t p r o p e r t i e s a r es t r o n g l y i n f l u e n c e d b yd i s o r d e r ．A s i m p l es i n g l e i m p u r i t y b a n d s p i n —f e r m i l a t t i c e m o d