低維分子磁性材料的密度矩陣重整化群研究.pdf

1、本論文基于實(shí)驗(yàn)上合成的分子磁性材料，采用了密度矩陣重整化群和量子轉(zhuǎn)移矩陣重整化群方法，從理論上研究一系列低維量子磁性系統(tǒng)，如具有鏈間耦合的準(zhǔn)一維有機(jī)磁、準(zhǔn)一維具有高自旋基態(tài)的有機(jī)π共軛自旋系統(tǒng)、一維鐵磁-反鐵磁交錯(cuò)模型、自旋梯子模型、以及準(zhǔn)一維分子基亞鐵磁鏈，討論了分子固體磁性材料在零溫和有限溫度下的磁相互作用機(jī)理和相變性質(zhì)，并解釋實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的奇異的物理現(xiàn)象。對于具有鏈間耦合的準(zhǔn)一維有機(jī)鐵磁鏈，本文運(yùn)用兩步驟的密度矩陣重整化群方法，計(jì)

2、算了系統(tǒng)的基態(tài)能量、自旋位形、二聚化等物理量。研究發(fā)現(xiàn)，隨著鏈間耦合作用的增強(qiáng)，系統(tǒng)的總能量降低，自旋能隙增加。因此，鏈間耦合有利于鐵磁性的穩(wěn)定。 為了設(shè)計(jì)和合成有機(jī)磁而獲得高自旋基態(tài)，需要控制有機(jī)自由基之間的相互作用。我們運(yùn)用了有限鏈密度矩陣重整化群方法，研究了在純有機(jī)π共軛自旋系統(tǒng)中穩(wěn)定自由基的分子內(nèi)的自旋排列和摻雜對系統(tǒng)磁性的可控性。結(jié)果表明，側(cè)基自旋和π電子的鐵磁耦合作用對系統(tǒng)的自旋排列起著很重要的作用。對于半滿奇數(shù)和空

3、穴摻雜偶數(shù)系統(tǒng)，存在基態(tài)四重態(tài)，并隨著格點(diǎn)數(shù)的增加，系統(tǒng)存在較強(qiáng)的兩側(cè)基自旋的關(guān)聯(lián)和系統(tǒng)較大的能隙。 低維分子磁性材料可以從理論上理解鐵磁和反鐵磁競爭的關(guān)系。本文運(yùn)用量子轉(zhuǎn)移矩陣重整化群方法，分別采用一維鐵磁-反鐵磁交錯(cuò)模型和鏈內(nèi)鐵磁-鏈間反鐵磁的自旋梯子模型研究了準(zhǔn)一維分子磁體反丁烯二酸橋基銅的聚合物的磁性質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，自旋梯子可以更好地表現(xiàn)分子內(nèi)和分子之間的競爭作用對系統(tǒng)磁性質(zhì)的影響。目前，關(guān)于有機(jī)亞鐵磁的研究還不成熟。本文