分子基磁体作为一类广阔的、正在兴起的磁性材料扩展了和磁体有关的材料的特征，包括：低密度、透明性、电绝缘性、能低温合成以及可以用其它因素控制其磁有序程度(如光敏性)。其中，由两种磁性原子反铁磁规则地交替排列而形成的亚铁磁材料由于其存在补偿温度更是人们关注的焦点。补偿温度即为低于临界温度总磁矩消失的温度。补偿温度在磁光记录领域具有重要的应用。本文将讨论两类典型分子基磁体——AFeⅡFeⅢ(C2O4)3(A=N(n-CnH2n+1)4，n=3-5)和V(TCNE)x.y——的磁性质。理论上，混自旋Ising模型为分子基磁体展现亚铁磁有序和存在补偿温度提供了一个简单模型。在Ising模型中，自旋是个标量。但众所周知，自旋是产生磁性的重要原因，它们是遵从量子力学行为的力学量，当磁性离子间存在反铁磁耦合时，量子效应就非常重要了，系统的磁性行为要受到自旋量子涨落的影响。在考虑自旋量子效应的影响时就必须采用海森堡模型。双时格林函数方法是在全温区内给出系统热力学性质合理结果的标准方法。 本文将利用双时格林函数方法研究上述两类分子基磁性材料的磁性质。我们将给出应用双时格林函数方法研究亚铁磁海森堡模型的理论体系和研究方法。重点讨论亚铁磁系统的格林函数理论，最近邻耦合(层内耦合和层间耦合)、次近邻耦合、磁晶各向异性和外场对系统磁矩、补偿温度和转变温度的影响。并与Ising系统的结果加以对比讨论。 本文的研究工作主要包括三方面的内容：一是利用线性自旋波理论研究了AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料的低温磁性质；二是应用双时格林函数技术研究了AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料在全温区的磁性质；三是应用双时格林函数技术研究了V(TCNE)x.y类分子基磁性材料在全温区的磁性质。 一、AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料的低温磁性质 本文应用线性自旋波理论研究了AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料的低温磁性质。这类分子基磁体可用具有层间耦合的蜂窝状晶格混自旋2和5/2的亚铁磁海森堡模型来描写。给出了系统的能谱、内能、比热、基态和低温磁矩。研究结果表明：系统的自旋波谱存在两个分支。在无单离子各向异性时，这两支能谱分别为声频支和光频支；在存在单离子各向异性时，两支频谱皆为光频支，两支频谱间形成一个能隙，且其中一支始终为负能谱。子晶格基态磁矩存在零点量子涨落，即在零温下，系统子晶格磁矩小于其自旋量子数，这是系统内存在反铁磁耦合作用的效果。子晶格内存在的铁磁性层间耦合和磁晶各向异性作用具有增加系统长程序，增强系统磁矩稳定性的作用，而热力学涨落则破坏系统的长程序，系统的磁性行为就是这几种作用竞争的结果。系统子晶格磁矩随温度升高而减小，而系统平均每格点比热和内能则随温度升高而升高；随着D1/J1和J2/J1的升高，子晶格磁矩增大，而比热和内能则减小。 二、AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料的全温区磁性质 本文应用双时自旋格林函数理论研究了AFeⅡFeⅢ(C2O4)3类分子基磁性材料的全温区磁性质。给出了应用双时格林函数技术研究亚铁磁海森堡模型的理论体系和研究方法。导出了系统的能谱、基态磁矩、有限温度磁矩、有场磁矩、转变温度、补偿温度和初始磁化率的公式。研究结果表明：层间耦合作用、磁晶各向异性和外场对系统的能谱、磁矩、补偿温度和转变温度有重要的影响。子晶格中的铁磁性层间耦合和磁晶各向异性都起到了增加其长程序，增强其子晶格磁矩稳定性的作用；热力学涨落削弱了系统的磁有序，起到了破坏系统子晶格磁矩的稳定性的作用；纵向外场起到了在纵向稳定系统磁矩的作用。系统的磁矩就是这几种作用之间竟争、联合作用的效果。只有当自旋量子数较小的子晶格A的铁磁性层间耦合和磁晶各向异性较大时，才能使子晶格A的磁矩衰减的程度慢于自旋量子数较大的子晶格B的磁矩衰减的程度，出现补偿现象。随着J1/J和D1/J的增加，系统的补偿温度TC降低而转变温度TN升高。而子晶格B的铁磁性层间耦合和磁晶各向异性起到了稳定其磁矩的作用，随着J2/J和D2/J的增加，系统的补偿温度TC和转变温度TN都升高，达到一定程度时，就不会再出现补偿现象，甚至会出现系统总磁矩大于两子晶格自旋量子数差值的情况，这就是Neel所预言的P型磁矩曲线。纵向外场起到了增强系统在纵向磁矩的作用，随着外场的增加，补偿现象会消失。零温下初始磁化率x∥等于零，随着温度的增加，初始磁化率先逐渐增加，达到某一温度时，突然达到一个最大值，再减少到零，此最大值对应的温度就是转变温度TN。这一温度即为系统的二级相变点，系统由亚铁磁相进入到顺磁相。单离子各向异性作用越大，磁化率的峰值就越小，层间耦合也起到了同样的作用。系统的二级相变点的温度(即转变温度)随D1/J的增大而增大。 三、V(TCNE)x.y类分子基磁性材料在全温区的磁性质 本文应用双时自旋格林函数理论研究了V(TCNE)x.y类分子基磁性材料在全温区的磁性质。给出了系统的能谱、基态磁矩、有限温度磁矩、有场磁矩、转变温度和补偿温度的公式。研究结果表明：自旋量子数较小的子晶格A内的铁磁性次近邻耦合J2/｜J1｜有增加其子晶格磁矩稳定性的作用。在J1-J2-D2模型中，当J2≥J2min/｜J1｜时，系统产生补偿现象，补偿温度TC并不随J2/｜J1｜而变化，这一点与Ising模型蒙特卡罗模拟的结论相同。自旋量子数较大的子晶格B内的铁磁性次近邻耦合J3/｜J1｜有增加其子晶格磁矩稳定性的作用。J3/｜J1增加，补偿温度TC和转变温度TN都将升高，且补偿点将向相变点移动，当J3/｜J1｜≤J3max/｜J1｜时，两点重合，补偿现象消失。这一点与Ising模型蒙特卡罗模拟的结论不同，Ising模型蒙特卡罗模拟的结论说明，J3/｜J1｜只改变系统的补偿温度TC，并不改变其转变温度TN。子晶格B的磁晶各向异性作用D2/｜J1｜有增加其子晶格磁矩稳定性的作用。补偿温度随外磁场的增加而增加，直到补偿点与相变点重合，只有在h/｜J1｜很小的区域，补偿点才可能存在。Ising模型蒙特卡罗模拟的结论指出，有外场时，系统存在一级相变，而本文采用格林函数方法处理海森堡系统并没有发现这一相变。