《S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料的基態和量子相變研究》是依託中國科學技術大學，由劉旭光擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料的基態和量子相變研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉旭光
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料具有豐富的基態和奇特的磁性質，表現出自旋Peierls相變、多鐵性、分數量子激發和外磁場中新奇的自旋向列相等有趣現象。本項目以LiCuSbO4、PbCu(SO4)(OH)2、Ca2Y2Cu5O10等典型的S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料為主要研究對象，以這些材料的磁結構特徵、基態磁性質以及磁場和摻雜誘導的量子相變為主要研究內容，主要使用光學浮區法或者助溶劑法生長高品質的單晶並製備化學摻雜的單晶，調節材料的磁結構和磁交換相互作用，利用低溫強磁場下的磁性、比熱和熱輸運等測量手段研究磁結構轉變、量子相變機制和量子臨界現象。通過這些研究揭示量子漲落、自旋阻挫、各向異性、化學摻雜等因素對磁結構、量子相變和量子臨界現象所起的作用，從而拓展和深化我們對量子磁性物理的認識。
結題摘要
S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料具有豐富的基態和奇特的磁性質，表現出自旋Peierls相變、多鐵性、分數量子激發和外磁場中新奇的自旋向列相等有趣現象。本項目以典型的S = 1/2的J1-J2阻挫自旋鏈材料Ca2Y2Cu5O10為主要研究對象，同時研究了S = 1/2的一維金剛石鏈模型材料Cu3(CO3)2(OH)2、自旋能隙材料(CH3)2CHNH3CuCl3 (IPA-CuCl3) 和二聚化能隙材料(CH3)2NH2CuCl3等相關的一維自旋鏈體系材料，以這些材料的磁結構特徵、基態磁性質、磁場和摻雜誘導的量子相變以及量子臨界現象為主要研究內容。取得的主要進展包括：（1）IPA-CuCl3在極低溫下的磁激發熱輸運可以用T3進行擬合，具有彈道輸運的特徵，該體系在反鐵磁態仍然存在能隙。（2）低溫磁比熱是研究Cu3(CO3)2(OH)2體系1/3平台精細結構和磁場誘導量子相變的有效手段，該體系的熱輸運可以用磁激發對聲子的共振散射過程較好描述。（3）隨著Br對Cl替代量的增大，(CH3)2NH2CuCl3中的反鐵磁二聚化被解除，體系演變成鐵磁態，自發反鐵磁有序相和磁場誘導有序相被顯著抑制。共發表SCI論文10篇，其中包括3篇Phys. Rev. B、1篇J. Phys.-Condes. Matter、1篇Appl. Phys. Lett.和1篇英文綜述論文。通過這些研究揭示了量子漲落、自旋阻挫、各向異性、化學摻雜等因素對磁結構、量子相變和量子臨界現象所起的作用，從而拓展和深化我們對量子磁性物理的認識。
