自旋玻璃PPT课件讲义

自旋玻璃关键词局域磁矩自旋玻璃、自旋冻结无序、阻错遍历破缺、亚稳态弛豫现象、记忆效应类自旋玻璃行为物质的磁性有哪些来源？组成物质的微观粒子：原子核－质子，中子（核磁矩很小）电子－定域电子（自旋磁矩，轨道运动磁矩）巡游电子（自旋磁矩）物质的磁性电子自旋磁矩电子轨道磁矩核磁矩顺磁性抗磁性铁磁性反铁磁性自旋玻璃巡游电子自旋（定域电子）其它金属中局域磁矩存在的条件

铁磁物质Ni的原子为什麽在有的金属或合金中没有磁矩？(如Cu80Ni20)孤立原子或离子的磁矩洪德定则(经验规律）：

1,在满足泡利原理的条件下，电子总自旋取最大值;2,电子总角动量取最大值;3,若电子不到半满，则总角动量为J=|L-S|

，若超过半满,则J=|L+S|.本质上取决于：泡里不相容原理和能量最低原理。磁性原子“埋”在金属中是否一定有稳定磁矩？

几个实验事实：1,Fe或Mn原子固溶在Au,Cu中为磁性杂质，而在Al中为非磁性杂质2,LaCe合金中的Ce在常压下为磁性，但在高压下失去磁性3,CuNi合金中的Ni含量小于25％时,Ni原子不具有磁性

用Anderson模型来解释以上现象何为准束缚态？(VBS)在能量坐标上分布实空间分布（定域电子与巡游电子杂化，杂化越强则越大）束缚态准束缚态准束缚态束缚态态密度(U=0的情况)金属和合金中局域磁矩形成的条件Anderson模型EFd（d为相对于费米能级的值）先考虑的U=0情况＝d

杂质是否磁性取决于三个量：

正反自旋之间的库仑相互作用能U

准束缚态的半宽度(反映杂化程度）

准束缚态中心能量与费米能的差值d解释实验现象磁合金内有哪些交换相互作用？局域磁矩与巡游电子自旋磁矩之间的交换作用局域磁矩与局域磁矩：1，直接交换作用

2，RKKY间接交换作用1，直接交换－－相邻磁矩的电子波函数有叠加2，RKKY间接交换作用－－需要巡游电子做媒介RKKY相互作用局域磁矩之间通过极化电子云产生间接交换相互作用RKKY相互作用的特点交换常数的符号随着两磁矩的距离而周期振荡；相互作用能大小与两磁矩距离的3次方成反比自旋玻璃：

一种新的磁矩系统有序状态

在空间坐标上无序，在时间坐标上有序比较：顺磁系统在空间和时间上都无序自旋玻璃的发现（20世纪70年代）磁化率尖峰温度为自旋冻结温度自旋玻璃为什麽会“冻结”？无序－磁杂质无序分布受挫－不能让所有磁矩都处于能量有利的状态铁磁相互作用与反铁磁相互作用的竞争自旋玻璃系统的组态自由能地形图

Landscape

温度越低，相互作用越强，地形越“陡峭”configurations遍历破缺•驰豫过程•记忆效应

平衡系统的各态遍历假说：若系统的微观状态数为(N,V,E)，在足够长的时间内，系统可以走遍每一个微观态磁化弛豫实验TRM磁场中降温，等待tw，去磁场，磁化强度随时间不断减小ZFC零场中降温，等待tw，加磁场，磁化强度随时间不断增大交流磁化率（虚部）的时效和记忆

在冻结温度以下，温度的突然变化，会引起的突然增大，然后再弛豫到某一平衡值。在弛豫过程中：负温度循环后可记住原来的状态正温度循环后记忆消失

自旋玻璃磁系统的比热：

低温下为温度的线性关系，且与磁杂质浓度无关在冻结温度附近有一个峰AuFe合金的Mossbauer谱在冻结温度以下，谱线有六个峰，表明合金中有局域的内磁场平均场描述和序参量Edwards和Anderson的定义：

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

，取i从1到N的平均值

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