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本论文以富锰的YMnO3体系为研究对象,利用直流磁化率,交流磁化率,磁滞回线,磁化驰豫和比热等测量手段对体系进行了系统的测量和分析。本论文包括以下三方面的内容:
1.富锰YMn1.10O3的重入自旋玻璃态
磁化率和比热的测量结果表明体系在72K和42K时分别发生了反铁磁和自旋玻璃转变,这就是所谓的重入自旋玻璃行为。根据不同温度下磁滞的测量结果,并结合物质本身的磁结构,我们认为自旋玻璃起源于富锰引入的铁磁交换作用与体系本身存在的反铁磁交换作用之间的竞争。比热分析的结果进一步表明自旋玻璃的形成与体系本身的几何阻挫也有一定的关系。
2.富锰YMn1+xO3系列的磁性质研究
我们发现当x≥0.08时会发生自旋玻璃转变;通过对此系列样品物理性质的研究,我们进一步证实了自旋玻璃态起源于铁磁和反铁磁交换作用之间的竞争这一观点。
3.富锰YMn1.10O3自旋玻璃态的完全时效现象
Mn-O面本身的几何磁阻挫导致磁化驰豫的速度非常慢,使YMn1.10O3的自旋玻璃态更接近于理想的自旋玻璃态。我们通过测量不同等待时间下的磁化驰豫,发现体系具有完全时效(fullaging)现象。首次证实了理论上提出的完全时效是自旋玻璃态的本征性质,而与冷却时间无关。这对研究磁阻挫系统具有重要的参考价值。我们同时发现在理想自旋玻璃态中,交流磁化率的虚部与频率无关。