自旋冰态和准粒子"磁单极"是近年来被发现在几何阻挫磁系统烧绿石结构化合物中的磁现象,这些发现为探索自然界中基本的物理现象提供了良好的基础。本课题利用第一性原理结合蒙特卡罗模拟方法,对几何阻挫磁系统的磁基态序和"磁单极"现象进行基础研究。具体内容包括:(1)阻挫多铁性材料ABO3 和AB2O5(A=稀土元素,B=3d过渡元素)的基态磁序相,以及磁离子间相互作用和 Dzyaloshinskii-Moriya 作用对系统磁序相的影响;(2) 在掺杂导致的成分变化或晶格应力、外场和温度等因素影响下,阻挫系统ABO3 和AB2O5的磁相变情况;(3)人工几何阻挫磁晶格在外磁场下的磁化强度反转性质,探讨人工磁晶格中磁荷序和"磁单极"产生的机制和产生的系统的拓扑结构特征。本项目研究在揭示几何阻挫磁系统的磁性本征行为和基本的物质属性方面有重要的科学意义。
英文主题词frustrated interaction;rare earth mangnanese oxides;magnetic ground state;artificial spin ice;magnetic charge order