自旋玻璃計(jì)算機(jī)類自旋玻璃行為和復(fù)雜體系24課件

自旋玻璃12019-3-162019-3-16自旋玻璃12019-3-162019-3-16關(guān)鍵詞局域磁矩自旋玻璃、自旋凍結(jié)無序、阻錯(cuò)遍歷破缺、亞穩(wěn)態(tài)弛豫現(xiàn)象、記憶效應(yīng)類自旋玻璃行為2關(guān)鍵詞局域磁矩2物質(zhì)的磁性有哪些來源？組成物質(zhì)的微觀粒子：原子核－質(zhì)子，中子（核磁矩很?。╇娮樱ㄓ螂娮樱ㄗ孕啪?，軌道運(yùn)動(dòng)磁矩）巡游電子（自旋磁矩）3物質(zhì)的磁性有哪些來源？組成物質(zhì)的微觀粒子：3物質(zhì)的磁性電子自旋磁矩電子軌道磁矩核磁矩順磁性抗磁性鐵磁性反鐵磁性自旋玻璃巡游電子自旋（定域電子）其它4物質(zhì)的磁性電子自旋磁矩電子軌道磁矩核磁矩順磁性抗磁性鐵金屬中局域磁矩存在的條件

鐵磁物質(zhì)Ni的原子為什麼在有的金屬或合金中沒有磁矩？(如Cu80Ni20)5金屬中局域磁矩存在的條件

鐵磁物質(zhì)Ni的原子為什麼在有的孤立原子或離子的磁矩洪德定則(經(jīng)驗(yàn)規(guī)律）：

1,在滿足泡利原理的條件下，電子總自旋取最大值;2,電子總角動(dòng)量取最大值;3,若電子不到半滿，則總角動(dòng)量為J=|L-S|

，若超過半滿,則J=|L+S|.本質(zhì)上取決于：泡里不相容原理和能量最低原理。6孤立原子或離子的磁矩洪德定則(經(jīng)驗(yàn)規(guī)律）：6磁性原子“埋”在金屬中是否一定有穩(wěn)定磁矩？

幾個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)：1,Fe或Mn原子固溶在Au,Cu中為磁性雜質(zhì)，而在Al中為非磁性雜質(zhì)2,LaCe合金中的Ce在常壓下為磁性，但在高壓下失去磁性3,CuNi合金中的Ni含量小于25％時(shí),Ni原子不具有磁性

用Anderson模型來解釋以上現(xiàn)象7磁性原子“埋”在金屬中是否一定有穩(wěn)定磁矩？幾個(gè)實(shí)驗(yàn)事何為準(zhǔn)束縛態(tài)？(VBS)在能量坐標(biāo)上分布實(shí)空間分布（定域電子與巡游電子雜化，雜化越強(qiáng)則越大）束縛態(tài)準(zhǔn)束縛態(tài)準(zhǔn)束縛態(tài)束縛態(tài)態(tài)密度(U=0的情況)8何為準(zhǔn)束縛態(tài)？(VBS)在能量坐標(biāo)上分布實(shí)空間分布（定域電子金屬和合金中局域磁矩形成的條件Anderson模型EFd（d為相對(duì)于費(fèi)米能級(jí)的值）先考慮的U=0情況＝d9金屬和合金中局域磁矩形成的條件Anderson模型EFd（

雜質(zhì)是否磁性取決于三個(gè)量：

正反自旋之間的庫侖相互作用能U

準(zhǔn)束縛態(tài)的半寬度(反映雜化程度）

準(zhǔn)束縛態(tài)中心能量與費(fèi)米能的差值d解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象10雜質(zhì)是否磁性取決于三個(gè)量：10磁合金內(nèi)有哪些交換相互作用？局域磁矩與巡游電子自旋磁矩之間的交換作用局域磁矩與局域磁矩：1，直接交換作用

2，RKKY間接交換作用1，直接交換－－相鄰磁矩的電子波函數(shù)有疊加2，RKKY間接交換作用－－需要巡游電子做媒介11磁合金內(nèi)有哪些交換相互作用？局域磁矩與巡游電子自旋磁矩之間的RKKY相互作用局域磁矩之間通過極化電子云產(chǎn)生間接交換相互作用12RKKY相互作用局域磁矩之間通過極化電子云產(chǎn)生間接交換相互作RKKY相互作用的特點(diǎn)交換常數(shù)的符號(hào)隨著兩磁矩的距離而周期振蕩；相互作用能大小與兩磁矩距離的3次方成反比13RKKY相互作用的特點(diǎn)交換常數(shù)的符號(hào)隨著兩磁矩的距離而周期振自旋玻璃：

一種新的磁矩系統(tǒng)有序狀態(tài)

在空間坐標(biāo)上無序，在時(shí)間坐標(biāo)上有序比較：順磁系統(tǒng)在空間和時(shí)間上都無序14自旋玻璃：

一種新的磁矩系統(tǒng)有序狀態(tài)自旋玻璃的發(fā)現(xiàn)（20世紀(jì)70年代）磁化率尖峰溫度為自旋凍結(jié)溫度15自旋玻璃的發(fā)現(xiàn)（20世紀(jì)70年代）磁化率尖峰溫度15自旋玻璃為什麼會(huì)“凍結(jié)”？無序－磁雜質(zhì)無序分布受挫－不能讓所有磁矩都處于能量有利的狀態(tài)鐵磁相互作用與反鐵磁相互作用的競爭16自旋玻璃為什麼會(huì)“凍結(jié)”？無序－磁雜質(zhì)無序分布16自旋玻璃系統(tǒng)的組態(tài)自由能地形圖

Landscape

溫度越低，相互作用越強(qiáng)，地形越“陡峭”configurations17自旋玻璃系統(tǒng)的組態(tài)自由能地形圖Landscapeco遍歷破缺?

馳豫過程?

記憶效應(yīng)

平衡系統(tǒng)的各態(tài)遍歷假說：若系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)為(N,V,E)，在足夠長的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)可以走遍每一個(gè)微觀態(tài)磁化弛豫實(shí)驗(yàn)TRM磁場中降溫，等待tw，去磁場，磁化強(qiáng)度隨時(shí)間不斷減小ZFC零場中降溫，等待tw，加磁場，磁化強(qiáng)度隨時(shí)間不斷增大18遍歷破缺?馳豫過程?記憶效應(yīng)平衡系統(tǒng)的各態(tài)遍歷交流磁化率（虛部）的時(shí)效和記憶

在凍結(jié)溫度以下，溫度的突然變化，會(huì)引起的突然增大，然后再弛豫到某一平衡值。在弛豫過程中：負(fù)溫度循環(huán)后可記住原來的狀態(tài)正溫度循環(huán)后記憶消失

19交流磁化率（虛部）的時(shí)效和記憶

在凍結(jié)溫度以下，溫度的突然變自旋玻璃磁系統(tǒng)的比熱：

低溫下為溫度的線性關(guān)系，且與磁雜質(zhì)濃度無關(guān)在凍結(jié)溫度附近有一個(gè)峰20自旋玻璃磁系統(tǒng)的比熱：20AuFe合金的Mossbauer譜在凍結(jié)溫度以下，譜線有六個(gè)峰，表明合金中有局域的內(nèi)磁場21AuFe合金的Mossbauer譜21平均場描述和序參量Edwards和Anderson的定義：

qEA=limlim<Si(t0)Si(t0+t)>

，取i從1到N的平均值

t,N22平均場描述和序參量Edwards和Anderson的定義自旋玻璃的種類RKKY型自旋玻璃（有巡游電子