蒙特卡洛模拟钙钛矿超晶格界面的磁耦合

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钙钛矿型过渡族金属氧化物是一种典型的强关联体系材料,由于具有高温超导、庞磁电阻、巨磁电阻、多铁性等奇异物理性质,因而被人们广泛的研究。   论文第一章介绍了钙钛矿材料的晶体结构,回顾了钙钛矿氧化物的研究历史。并对钙钛矿超晶格的合成和钙钛矿结构的超晶格中电荷、轨道、自旋及晶格之间的相互作用作了初步的介绍。详细的介绍了钙钛矿超晶格体系呈现出许多有趣的物理现象,例如二维电子气、界面超导、交换偏置、相分离、金属绝缘体转变等。   论文第二章介绍了人们对于磁性的早期的认识、磁电子学、各种磁现象等。对于钙钛矿结构过渡族金属氧化物的电子相互作用的产生和发展的过程进行了概括。分别介绍了直接相互作用、双交换相互作用、超交换相互作用、Jahn-Teller效应等多种电子间的作用。论文简单介绍了钙钛矿氧化物的磁电阻效应,包括巨磁电阻、庞磁电阻等。论文详细的调研了钙钛矿结构的超晶格的磁耦合现象。铁磁和顺磁、顺磁和反铁磁、铁磁和反铁磁的超晶格是比较常见的磁结构。铁磁和铁磁、反铁磁和反铁磁的磁结构的超晶格是比较特殊的结构,如La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3、La0.6Sr0.4MnO3/Sr0.7Ca0.3RuO3、LaMnO3/SrMnO3、LaFeO3/LaCrO3。   论文第三章简要的介绍了使用的自旋模型和模拟方法。针对两种不同的材料的不同的磁性,我们选取了两个不同的自旋模型。La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3超晶格具有较强的各向异性和易磁化轴,选取三维海森堡的自旋模型。而LaFeO3/LaCrO3超晶格选取简单的二维XY模型。利用不同的模型,使用蒙特卡洛方法模拟La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3和LaFeO3/LaCrO3超晶格的磁耦合。   第四章主要对所得的计算结果进行简单的分析和讨论。主要的结果包括La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3超晶格界面上发现反铁磁的耦合,LaFeO3-LaCrO3超晶格界面上得到了多种不同的磁序。初步实现了超晶格结构磁序的剪裁和控制。
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