磁性材料的新巡游电子模型

图书标准信息

• 作者 唐贵德 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-02
• 版次 1
• ISBN 9787030643766
• 定价 118.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 226页
• 字数 300千字

【内容简介】

《磁性材料的新巡游电子模型》介绍几个长期困扰磁学界的难题，以及探索解决这些难题的一套全新磁性材料磁有序模型体系，包括关于典型磁性氧化物的巡游电子模型、关于典型磁性金属的新巡游电子模型，以及涵盖典型磁性金属和氧化物的磁有序能来源的外斯电子对模型。应用这三个模型研究典型磁性材料，不仅可以解释利用传统模型可以解释的实验现象，对一些长期困扰磁学界的难题也给出了合理解释。这三个模型的物理意义清晰，对于理解磁性材料的磁有序现象和设计新型磁性材料将有所帮助。

【作者简介】

:
    唐贵德，1955年出生，河北师范大学物理系1977级本科，1982年3月毕业留校任教至今．1991年5月至10月在法国国家科学研究中心磁学实验室研修，1996年获得河北省有突出贡献的中青年专家的称号，1998年获聘教授和硕士生导师，2007年获博士学位，2009年获聘博士生导师，是Nature Communications等多家期刊的审稿人，作为主要完成人获中国科学院自然科学奖、河北省科学技术进步奖多项，作为第一完成人获河北省自然科学奖2014年度一等奖。2016年获批享受国务院政府特殊津贴，1983年至1999年参加中国科学院物理研究所与河北师范大学合作开展的磁泡和磁畴壁物理研究，是多个重量合作项目的主要研究人员之一。2001年以来，专注于典型磁性材料本征磁有序的研究，在SCI源期刊发表论文50余篇。其中，2015年以来，与中国科学院物理研究所吴光恒研究员和胡凤霞研究员合作，提出典型磁性材料磁有序的三个模型，相关的系列研究论文综述于2018年发表在Physics Reports上。

【目录】

目录 

第1章 绪论 1 

参考文献 3 

第2章 自由原子的电子壳层结构和晶体中的价电子 4 

2.1 自由原子的电子壳层结构 4 

2.2 晶体结合理论简介 6 

2.3 晶体中离子的有效半径 7 

2.4 晶体中离子对电子的束缚能 7 

参考文献 9 

第3章 磁性材料基本知识和传统磁有序模型简介 10 

3.1 物质按磁性分类 10 

3.2 磁畴和磁畴壁 12 

3.3 磁性材料的基本参数 14 

3.4 传统铁磁学中的磁有序模型 16 

参考文献 18 

第4章 传统磁有序模型的困难 20 

4.1 铬和锰掺杂尖晶石结构铁氧体的磁有序难题 20 

4.2 钙钛矿结构锰氧化物磁矩变化趋势的难题 25 

4.3 金属磁性和导电性的关系 30 

4.4 是否存在磁性材料磁有序能来源的唯象模型 30 

参考文献 31 

第5章 氧化物磁有序的O 2p巡游电子模型 35 

5.1 早期电离度研究简介 35 

5.2 尖晶石铁氧体的电离度研究 37 

5.2.1 量子力学势垒模型 37 

5.2.2Ⅱ-Ⅵ族化合物电离度的量子力学势垒模型研究 38 

5.2.3 Fe3O4价电子态密度的密度泛函研究 39 

5.2.4 价电子态密度计算结果的校正 41 

5.2.5 用量子力学势垒模型估算尖晶石铁氧体的电离度 42 

5.3 氧化物中O 2p空穴的实验研究 43 

5.3.1 氧化物的电子能量损失谱研究 43 

5.3.2 关于O 2p空穴的其他实验研究 46 

5.4 氧化物中负一价氧离子的X射线光电子谱研究 46 

5.4.1 BaTiO3和几种一氧化物电离度的O1s光电子谱研究 47 

5.4.2 Ar+刻蚀对单晶和多晶钛酸锶X射线光电子谱的影响 52 

5.5 O 2p巡游电子模型(IEO模型) 62 

5.6 IEO模型与传统磁有序模型的关系 66 

参考文献 68 

第6章 典型尖晶石结构铁氧体的磁有序 71 

6.1 典型尖晶石结构铁氧体磁矩和阳离子分布的拟合方法 71 

6.1.1 样品的X射线衍射谱分析 72 

6.1.2 样品磁性的测量 73 

6.1.3 影响阳离子分布的主要因素 75 

6.1.4 样品磁矩的拟合 77 

6.1.5 关于阳离子分布的讨论 86 

6.2 尖晶石结构铁氧体阳离子分布的规律 88 

参考文献 90 

第7章 O 2p巡游电子模型的尖晶石铁氧体实验证据 92 

7.1 钛掺杂导致尖晶石铁氧体出现附加反铁磁相 92 

7.1.1 样品的X射线衍射谱 93 

7.1.2 样品的X射线能量色散谱 95 

7.1.3 样品的磁性研究 97 

7.1.4 三个Ti掺杂系列样品的阳离子分布研究 101 

7.1.5 TixM1-xFe2O4(M=Co，Mn)尖晶石铁氧体的磁有序 105 

7.2 铜替代铬引起尖晶石铁氧体磁矩增大 106 

7.2.1 X射线能量色散谱研究 106 

7.2.2 样品的X射线衍射谱分析 107 

7.2.3 样品的磁性测量结果 108 

7.3 铁酸铬的反常红外光谱 112 

7.3.1 尖晶石铁氧体MFe2O4(M=Fe，Co，Ni，Cu，Cr)的红外光谱 112 

7.3.2 峰位o2对尖晶石铁氧体MFe2O4中M2+磁矩μm2的依赖关系 114 

7.3.3 尖晶石铁氧体Co1-xCrxFe2O4和CoCrxFe2-xO4的红外光谱 114 

参考文献 115 

第8章 倾角磁耦合的尖晶石铁氧体 117 

8.1 铁含量小于2.0的尖晶石铁氧体 117 

8.2 非磁性离子掺杂的尖晶石铁氧体 122 

8.2.1 非磁性离子分布的争议 122 

8.2.2 应用O 2p巡游电子模型拟合样品磁矩 124 

8.2.3 关于阳离子分布的讨论 131 

参考文献 133 

第9章 钙钛矿结构锰氧化物的磁有序和电输运 135 

9.1 典型钙钛矿结构锰氧化物中的铁磁和反铁磁耦合 135 

9.1.1 La1-xSrxMnO3系列多晶粉末样品的晶体结构参数和磁性测量结果 135 

9.1.2 La1-xSrxMnO3的价态与电离度研究 138 

9.1.3 La1-xSrxMnO3的磁矩随Sr掺杂量变化关系的拟合 141 

9.2 钙钛矿结构锰氧化物的自旋相关和自旋无关电输运 143 

9.2.1 ABO3型钙钛矿锰氧化物电输运的双通道模型 144 

9.2.2 La1-xSrxMnO3单晶样品电阻率随温度变化关系的拟合 145 

9.2.3 La0.6Sr0.4FexMn1-xO3多晶样品电阻率随温度变化曲线的拟合 147 

9.2.4 关于电输运性质影响因素的讨论 148 

9.3 钙钛矿锰氧化物倾角磁结构的实验证据 152 

9.3.1 样品的晶体结构表征及分析 152 

9.3.2 样品磁性测量结果 154 

9.3.3 样品的电输运性质测量结果 159 

9.3.4 关于样品磁结构和电输运性质的讨论 165 

9.4 镨系钙钛矿锰氧化物两个子晶格磁矩的关系 170 

9.5 镨系钙钛矿锰氧化物的锰位替代效应 172 

9.5.1 样品磁矩随掺杂量变化关系的拟合 173 

9.5.2 倾角磁结构对样品磁电阻的影响 175 

9.6 钙钛矿锰氧化物中二、三价锰离子反铁磁耦合的实验证据 176 

9.6.1 样品的制备 176 

9.6.2 样品的晶体结构和晶胞参数 176 

9.6.3 样品的磁参数测量结果 177 

9.6.4 关于样品磁结构的讨论 179 

参考文献 184 

第10章 氯化钠结构氧化物的反铁磁序 187 

10.1 氯化钠结构反铁磁材料的特点 187 

10.2 一氧化锰与锰酸镧反铁磁序的区别 189 

参考文献 189 

第11章 磁性金属的巡游电子模型 191 

11.1 金属中原子磁矩的实验和理论研究 191 

11.2 典型磁性金属磁有序的新巡游电子模型(IEM模型) 192 

参考文献 195 

第12章 磁性材料磁有序能来源的探讨 196 

12.1 外斯分子场 196 

12.2 居里温度附近的热膨胀现象 198 

12.3 关于磁有序能的外斯电子对模型(WEP模型) 200 

12.4 应用WEP模型解释典型磁性材料的居里温度差别 202 

12.5 应用IEM和WEP模型研究NiCu合金的电阻率和居里温度 204 

12.5.1 NiCu合金中的自由电子和3d电子含量 204 

12.5.2 自由电子和巡游电子的双通道模型 205 

12.5.3 应用WEP模型解释居里温度的差别 209 

参考文献 209 

第13章 展望与挑战 211 

13.1 磁有序能的其他主要影响因素讨论 211 

13.2 在密度泛函计算中的磁有序能 212 

13.3 IEO模型和IEM模型的应用研究 213 

参考文献 213 

附录 214 

附录A 自由原子的电子结构和电离能 214 

附录B Shannon给出的离子有效半径 218 

附录C 本书所用符号注释说明表 225