文档介绍：河南师范大学
硕士学位论文
稀土三元金属间化合物的晶场效应研究
姓名:薛绛琴
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:路庆凤
20100401
时,必定拥有双重基态的畆ɡ硎且恢碌摹7荎离子倒胖丶虿摘要基态至训玫搅个单态,重简并基态分裂得到了龅ヌ⊥晾子之间强烈的交换相互作用使得セ乱卜⑸舜庞行蜃1洹效应和晶场效应同时出现,同时还伴随有磁有序,钞电子和传导电子之间的杂化等的影稀土元素特殊的外电子层结构使稀土化合物呈现出诸如近藤效应、晶场效应甂狵相互作用、重电子效应等与钞电子相关的特性。晶场理论表明:稀土离子的磁各向异性主要是来自晶体场的影响。在晶场作用下,稀土离子的基态波函数简并消除或部分消除,并对系统的电阻率、磁化率和比热等性质产生影响。本研究通过计算不同对称性晶场影响下稀土离子的基态分裂进一步解释稀土化合物的磁性,将有助于进一步了解稀土化合物的磁结构和物理特性,在材料物性研究和应用方面能起到积极的指导作用。本研究使用点电荷模型,在晶场理论和分子场理论的基础上,采用参数拟合方法,对正交晶系的稀土三元金属间化合物虲,和、、约傲蔷档南⊥寥=鹗艏浠衔顲蚉鹊磁化率倒数—韫度曲线进行了模拟,并分析和讨论了在不同对称性晶场影响下稀土离子的基态分裂,得到了分裂能和波函数,其中,模拟曲线与实验曲线吻合的较好。研究结果表明:在晶场效应的影响下,稀土离子多重基态分裂后得到的是相同,不同牟ê南咝宰楹希琄离子/六重简并基态至盐个双基态,且不再是纯的双基态,而是混合的双基态。这与当稀土元素具有奇数个厂电子在低温下稀土金属间化合物中强烈的晶场效应,使稀土离子基态分裂,拟合的磁化率倒数一温度曲线一般在低温下发生偏离,这是由于在近藤温度以下的低温区域,近藤关键词:稀土化合物,晶场效应,近藤效应,磁化率响所致。
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铥、镱、镥。有时也包括电子结构和化学性质相近的和布第一章绪论稀土材料研究的意义稀土元素和物质的磁性本章首先介绍稀土材料研究的意义和稀土化合物研究概况,然后介绍本研究的目的、意义和论文的构成。通常所说的稀土元素主要指镧系的种元素,即镧、铈、镨㈩㈩㈩㈩㈩臗㈩㈩元素。稀土元素是典型的金属元素,它的活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素。其电子配置为,具有未充满的电子层结构,在稀土化合物中一般呈现价,但铈元素铕元素和镱元素在许多化合物中存在价数涨落现象根据物理化学性质和地球化学性质的差异和分离工艺的要求,通常还把稀土元素分为轻稀土元素和重稀土元素G嵯⊥猎K乇戎叵⊥猎K氐男灾矢牙斫猓因为在重稀土元素中,换荒芸赡芑岢С∧芰俊5窃谇嵯⊥猎K刂校琂换幌嗷プ饔孟喽越闲。С⌒в苋菀拙湍苁够虿⒛芗斗⑸旌稀物质的磁性可以分为五种,即抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性。物质磁性产生的基础主要是电子的轨道角动量和自旋角动量的存在,它来自原子的磁矩,原子的磁矩来源于原子中的原子核和核外电子,由于原子核的质量远大于电子,其磁矩远小于电子的磁矩,所以常常被忽略,因此物质的磁性主要来源于原子中电子的磁矩。电子的磁矩又分为轨道磁矩和自旋磁矩两部分,原子的总磁矩等于这两部分磁矩之和。那些仅由封闭电子壳层遣构成的原子,其总的轨道磁矩和自旋磁矩都为零,因而不具有固有磁矩,只能显示微弱的抗磁性或顺磁性。原子中未满壳层电子的自旋和轨道运动是形成原子磁矩的主要原因,另外由于原子在相互结合为晶体时,外层的电子总是趋于成对的,因而处于未满壳层的电子就成为原子磁矩的主要来源。故只有那些具有未满内部电子壳层的原子,才具有固有磁矩,包含这些原子的物质,在一定的条件下,有可能表现出铁磁性或亚铁磁性等强磁性,但在宏观上介质并不显示磁性,这第一章绪论.
∥∥叠。对于三价离子来说,其外层电子配置Ⅸ哂个钞电子。三价离土元素的这种结构,未满的妒壳层由于外面的壳层的屏蔽而不受外来干扰,因而模型对上述问题作了很好的解释。,被外层的电子屏蔽着,,是其部分填充并且局域化的铲轨道,因此,稀土元素又被称为钞金属。妒电子壳层离轨道的总量子数。;衔锖螅是因为由于分子的热运动,分子固有磁矩在空间取任何方向都有相同的概率,所以就大量分子组成的介质而言,平均说来分子磁矩的磁性相互抵消。当原子磁矩孕间具有强的相互作用使原子磁矩孕有序地排列起来时,就宏观的表现出铁磁性或亚铁磁性等强磁性。对于稀土元素来说,产生磁性的电子主要是局域的钞电子。电子排布最主要的特点其磁矩是高度局域化的,,随着铲电子数的增加,妒轨道半径