Cs2CuCl4xBrx晶的制备与磁性研究.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 摘要摘要 摘要 摘要 几何阻挫材料一直是凝聚态物理领域颇受关注的热点，而具有强烈几何阻挫 性的三角格子反铁磁材料中更是研究的重点，其具有量子自旋液体和分数磁化 平台等重要性质，对于分析强阻挫磁性材料的基态具有重要的意义。其中由于量 子涨落等作用的存在，几何阻挫的三角格子反铁磁材料Cs2CuCh的基态行为非 常复杂，这为真正透彻了解其基态变化过程带来了许多困难。本篇论文通过逐渐 掺杂Br离子替代Cl‘离子，分析在极低温条件下Cs2CuCl4吖Bk的磁化率和比热的 变化行为，这为我们对三角格子几何阻挫材料的基态研究起到了很好的帮助。 第一章主要综述了三角格子反铁磁材料的研究的历程和进展，详细介绍了一 些三角格子反铁磁材料中重要的研究问题，例如量子自旋液体和分数磁化平台。 随后介绍了几种典型的三角格子反铁磁材料，其中着重介绍了Cs2CuCl4低温下 量子自旋液体的特殊物理状态。 第二章主要详细介绍Cs2CuCh及Cs2CuCh．,。Brx单晶的制备方法和表征。利 用溶液生长法，选取合适的生长条件，生长出高品质的Cs2CuCh和Cs2CuCl4_xarx 单晶。晶体生长主要从溶质配比和温度来探讨和寻找最佳生长条件，我们还发现 掺杂并不会改变晶体的结构。利用X射线衍射方法，对单晶材料进行了细致的 结构表征，结果表明单晶的方向性很好且品质很高。 第三章主要测量和分析了Cs2CuCl4及Cs2CuCl4埔k单晶样品在极低温条件 下磁化率随温度的变化关系放D以及比热数据C(乃。首先在CS2CuCh磁化率实 验中，我们发现在产2．5 K附近存在二维短程磁相互作用形成的宽峰；而在 Cs2CuClJ4如k单晶中，当x1时， Br离子会首先取代幻面间的Cl。离子，6c 面内的二维短程磁相互作用不会受到很大影响，宽峰位置并没有发生很大的变化； x1时，Br‘离子取代抛面内的Cl。离子，抛面内的二维短程磁相互作用受到很 大影响，阻挫效应增强，宽峰逐渐向高温处移动，宽峰强度逐渐变弱。我们还测 量了不同Br‘离子浓度组分的Cs2CuCh．互Brx单晶比热，并通过拟合得到各组分 Cs2CuCl4如b单晶的磁比热。我们发现Cs2CuCl4．xBrx单晶磁比热的变化趋势与磁 化率相符，并进一步利用萨1／2 Heisenberg一维反铁磁链磁比热模型对Br。离子低 掺杂浓度的Cs2CuCLbxBrx单晶01)磁比热数据进行了拟合和分析，两者符合的 非常好。 关键字：三角格子反铁磁阻挫材料 Cs2CuCla_苴Brx单晶磁化率磁比热 万方数据 AbstractABSTRACT Abstract ABSTRACT Geometrically frustrated materials have received much attention in condensed matter physics due to their exotic ground-state properties and quantum。phase- transition behaviours．The triangular-lattice antiferromagnet(TLA)is a simple but important geometrical frustrated system．TLA is expected to be excellent material to investigate exotic quantum phenomena,such as fractional magnetization plateau and quantum spin liquids．In this paper,a detailed study on the synthesis and low．temperature magnetic properties of Br-doped Cs2CuCh single crystals has been performed to get a better understanding of spin-liquid ground state in Cs2CuCh． The first part of chapter one is the review on the research progress of TLA materials．The physical properties of TLA materials such as quantum spin liquid and fractional magnetization plateau，are briefly introduced．In the second part，sever