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磁性是物质的基本属性之一,对物质磁性质及其机理的研究一直是凝聚态物理中重要的研究课题之一。特别是近年来,分子基磁体、单分子磁体,纳米磁体等磁性材料的制备技术和实验研究发展迅速,这些材料表现出了许多奇异并具有广阔应用前景的磁性质,这极大地促进了对磁性材料的理论研究。作为描述固体磁性为的模型之一的lsing模型也受到了许多理论工作者的关注。
本文在Ising模型的基础上用相关有效场理论和平均场理论对分子基磁体中非常重要的一类一普鲁士蓝类化合物的磁特性进行了深入、系统的研究,主要研究了三种不同的磁结构模型。
第一种为铁磁一亚铁磁混合的普鲁士蓝类化合物的模型。该微观模型的哈密顿量可用下式给出式中随机变量ξ用来描述格点随机稀磁特点。
对于该模型重点介绍了相关有效场方法的理论框架及磁矩、相变点、补偿点的求解步骤,得到了一种特殊的分子基磁体一普鲁士蓝类化合物的品格磁矩、相变点、补偿点、内能及比热的计算公式。研究结果表明,配位数z=6的具有面心立方三子晶格结构的普鲁士蓝类化合物在一个特殊的浓度范围0.306,D<,B>描述自旋S=3/2,S=5/2的子晶格的单离子各项异性。
用平均场理论在Ising模型和吉布斯自由能的玻格留波夫不等式的基础上,推导出了该模型哈密顿量下的面心立方晶格的磁矩、相变点、补偿点、内能、比热、磁化率所满足的公式。计算并分析了单离子各项异性和离子的浓度对稀磁双子格混自旋lsing模型磁性质的影响。研究结果表明,该系统不仅存在二级相变,而且还存在一级相变,但没有发现三相点。当A离子、B离子的浓度取特殊值时,我们发现了一级相变线的重入现象,两个补偿点和一级相变的同时存在;三个补偿点、一级相变和磁极反转的同时存在,比热的二级峰现象。