本書介紹幾個長期困擾磁學(xué)界的難題，以及探索解決這些難題的一套全新磁性材料磁有序模型體系，包括關(guān)于典型磁性氧化物的巡游電子模型、關(guān)于典型磁性金屬的新巡游電子模型，以及涵蓋典型磁性金屬和氧化物的磁有序能來源的外斯電子對模型。應(yīng)用這三個模型研究典型磁性材料，不僅可以解釋利用傳統(tǒng)模型可以解釋的實驗現(xiàn)象，對一些長期困擾磁學(xué)界的難題也給出了合理解釋。這三個模型的物理意義清晰，對于理解磁性材料的磁有序現(xiàn)象和設(shè)計新型磁性材料將有所幫助。
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目錄
第1章 緒論 1
參考文獻 3
第2章 自由原子的電子殼層結(jié)構(gòu)和晶體中的價電子 4
2.1 自由原子的電子殼層結(jié)構(gòu) 4
2.2 晶體結(jié)合理論簡介 6
2.3 晶體中離子的有效半徑 7
2.4 晶體中離子對電子的束縛能 7
參考文獻 9
第3章 磁性材料基本知識和傳統(tǒng)磁有序模型簡介 10
3.1 物質(zhì)按磁性分類 10
3.2 磁疇和磁疇壁 12
3.3 磁性材料的基本參數(shù) 14
3.4 傳統(tǒng)鐵磁學(xué)中的磁有序模型 16
參考文獻 18
第4章 傳統(tǒng)磁有序模型的困難 20
4.1 鉻和錳摻雜尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體的磁有序難題 20
4.2 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物磁矩變化趨勢的難題 25
4.3 金屬磁性和導(dǎo)電性的關(guān)系 30
4.4 是否存在磁性材料磁有序能來源的唯象模型 30
參考文獻 31
第5章 氧化物磁有序的O 2p巡游電子模型 35
5.1 早期電離度研究簡介 35
5.2 尖晶石鐵氧體的電離度研究 37
5.2.1 量子力學(xué)勢壘模型 37
5.2.2Ⅱ-Ⅵ族化合物電離度的量子力學(xué)勢壘模型研究 38
5.2.3 Fe3O4價電子態(tài)密度的密度泛函研究 39
5.2.4 價電子態(tài)密度計算結(jié)果的校正 41
5.2.5 用量子力學(xué)勢壘模型估算尖晶石鐵氧體的電離度 42
5.3 氧化物中O 2p空穴的實驗研究 43
5.3.1 氧化物的電子能量損失譜研究 43
5.3.2 關(guān)于O 2p空穴的其他實驗研究 46
5.4 氧化物中負一價氧離子的X射線光電子譜研究 46
5.4.1 BaTiO3和幾種一氧化物電離度的O1s光電子譜研究 47
5.4.2 Ar+刻蝕對單晶和多晶鈦酸鍶X射線光電子譜的影響 52
5.5 O 2p巡游電子模型(IEO模型) 62
5.6 IEO模型與傳統(tǒng)磁有序模型的關(guān)系 66
參考文獻 68
第6章 典型尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體的磁有序 71
6.1 典型尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體磁矩和陽離子分布的擬合方法 71
6.1.1 樣品的X射線衍射譜分析 72
6.1.2 樣品磁性的測量 73
6.1.3 影響陽離子分布的主要因素 75
6.1.4 樣品磁矩的擬合 77
6.1.5 關(guān)于陽離子分布的討論 86
6.2 尖晶石結(jié)構(gòu)鐵氧體陽離子分布的規(guī)律 88
參考文獻 90
第7章 O 2p巡游電子模型的尖晶石鐵氧體實驗證據(jù) 92
7.1 鈦摻雜導(dǎo)致尖晶石鐵氧體出現(xiàn)附加反鐵磁相 92
7.1.1 樣品的X射線衍射譜 93
7.1.2 樣品的X射線能量色散譜 95
7.1.3 樣品的磁性研究 97
7.1.4 三個Ti摻雜系列樣品的陽離子分布研究 101
7.1.5 TixM1-xFe2O4(M=Co，Mn)尖晶石鐵氧體的磁有序 105
7.2 銅替代鉻引起尖晶石鐵氧體磁矩增大 106
7.2.1 X射線能量色散譜研究 106
7.2.2 樣品的X射線衍射譜分析 107
7.2.3 樣品的磁性測量結(jié)果 108
7.3 鐵酸鉻的反常紅外光譜 112
7.3.1 尖晶石鐵氧體MFe2O4(M=Fe，Co，Ni，Cu，Cr)的紅外光譜 112
7.3.2 峰位o2對尖晶石鐵氧體MFe2O4中M2+磁矩μm2的依賴關(guān)系 114
7.3.3 尖晶石鐵氧體Co1-xCrxFe2O4和CoCrxFe2-xO4的紅外光譜 114
參考文獻 115
第8章 傾角磁耦合的尖晶石鐵氧體 117
8.1 鐵含量小于2.0的尖晶石鐵氧體 117
8.2 非磁性離子摻雜的尖晶石鐵氧體 122
8.2.1 非磁性離子分布的爭議 122
8.2.2 應(yīng)用O 2p巡游電子模型擬合樣品磁矩 124
8.2.3 關(guān)于陽離子分布的討論 131
參考文獻 133
第9章 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物的磁有序和電輸運 135
9.1 典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物中的鐵磁和反鐵磁耦合 135
9.1.1 La1-xSrxMnO3系列多晶粉末樣品的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁性測量結(jié)果 135
9.1.2 La1-xSrxMnO3的價態(tài)與電離度研究 138
9.1.3 La1-xSrxMnO3的磁矩隨Sr摻雜量變化關(guān)系的擬合 141
9.2 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物的自旋相關(guān)和自旋無關(guān)電輸運 143
9.2.1 ABO3型鈣鈦礦錳氧化物電輸運的雙通道模型 144
9.2.2 La1-xSrxMnO3單晶樣品電阻率隨溫度變化關(guān)系的擬合 145
9.2.3 La0.6Sr0.4FexMn1-xO3多晶樣品電阻率隨溫度變化曲線的擬合 147
9.2.4 關(guān)于電輸運性質(zhì)影響因素的討論 148
9.3 鈣鈦礦錳氧化物傾角磁結(jié)構(gòu)的實驗證據(jù) 152
9.3.1 樣品的晶體結(jié)構(gòu)表征及分析 152
9.3.2 樣品磁性測量結(jié)果 154
9.3.3 樣品的電輸運性質(zhì)測量結(jié)果 159
9.3.4 關(guān)于樣品磁結(jié)構(gòu)和電輸運性質(zhì)的討論 165
9.4 鐠系鈣鈦礦錳氧化物兩個子晶格磁矩的關(guān)系 170
9.5 鐠系鈣鈦礦錳氧化物的錳位替代效應(yīng) 172
9.5.1 樣品磁矩隨摻雜量變化關(guān)系的擬合 173
9.5.2 傾角磁結(jié)構(gòu)對樣品磁電阻的影響 175
9.6 鈣鈦礦錳氧化物中二、三價錳離子反鐵磁耦合的實驗證據(jù) 176
9.6.1 樣品的制備 176
9.6.2 樣品的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞參數(shù) 176
9.6.3 樣品的磁參數(shù)測量結(jié)果 177
9.6.4 關(guān)于樣品磁結(jié)構(gòu)的討論 179
參考文獻 184
第10章 氯化鈉結(jié)構(gòu)氧化物的反鐵磁序 187
10.1 氯化鈉結(jié)構(gòu)反鐵磁材料的特點 187
10.2 一氧化錳與錳酸鑭反鐵磁序的區(qū)別 189
參考文獻 189
第11章 磁性金屬的巡游電子模型 191
11.1 金屬中原子磁矩的實驗和理論研究 191
11.2 典型磁性金屬磁有序的新巡游電子模型(IEM模型) 192
參考文獻 195
第12章 磁性材料磁有序能來源的探討 196
12.1 外斯分子場 196
12.2 居里溫度附近的熱膨脹現(xiàn)象 198
12.3 關(guān)于磁有序能的外斯電子對模型(WEP模型) 200
12.4 應(yīng)用WEP模型解釋典型磁性材料的居里溫度差別 202
12.5 應(yīng)用IEM和WEP模型研究NiCu合金的電阻率和居里溫度 204
12.5.1 NiCu合金中的自由電子和3d電子含量 204
12.5.2 自由電子和巡游電子的雙通道模型 205
12.5.3 應(yīng)用WEP模型解釋居里溫度的差別 209
參考文獻 209
第13章 展望與挑戰(zhàn) 211
13.1 磁有序能的其他主要影響因素討論 211
13.2 在密度泛函計算中的磁有序能 212
13.3 IEO模型和IEM模型的應(yīng)用研究 213
參考文獻 213
附錄 214
附錄A 自由原子的電子結(jié)構(gòu)和電離能 214
附錄B Shannon給出的離子有效半徑 218
附錄C 本書所用符號注釋說明表 225
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