非共线自旋交换作用对单分子磁体的自旋输运性质影响的研究

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1、分类号学号590120200679483学校代码10487密级博士学位论文非共线自旋交换作用对单分子磁体的自旋输运性质影响的研究学位申请人：罗博学科专业：凝聚态物理指导教师：姚凯伦教授答辩日期：2014年2月万方数据万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinScienceInfluencesofnon-collinearspininteractiononspintransp

2、ortinasinglemolecularmagnetPh.D.Candidate:BoLuoMajor:CondensedMatterPhysicsSupervisor:Prof.Kai-LunYaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在▁▁▁年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√

4、”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月万方数据万方数据华中科技大学博士学位论文摘要热自旋电子学是热与自旋关系的新型电子学，引起了人们广泛的兴趣。热电材料实现材料两端的温差与电势之间的互相转换，不需要借助机械媒介，因此它们制成的器件具有体积小，重量轻，安全稳定等优点，在节能环保方面有着广阔的应用前景。即使材料是绝缘体，当材料的自旋对称性被破坏时，Spin-Seebeck效应，Spin-Peltier效应等与自旋相关的热电效应能被观测到。单分子磁体是典型纳米材料。研究已经表明单分子磁体内的磁核之间的相互作用

5、对单分子磁体的性质具有很大影响。基于此，我们研究非共线自旋交换作用在单分子磁体中的自旋极化输运，热电效应及热磁输运中的作用。量子主方程方法和非平衡格林函数被采用。本论文的研究主要集中在以下3个方面：一、研究了非共线自旋交换作用（Dzyaloshinskii–Moriyainteraction）发生在传导电子的自旋与单分子自旋之间时，对自旋极化输运的影响。结果表明当Dzyaloshinskii–Moriya的方向与单分子磁体的易磁化轴方向不平行时，spin-blockade效应会被破坏。二、考虑非共线自旋交换作用发生在电极的

6、电子自旋与最低未占据轨道的自旋之间。当电极存在自旋压时，我们能通过调节门电压获得零热导和有限的电导与Spin-Seebeck系数，这也意味能够获得无穷大的热电优值。三、考虑非共线自旋交换作用（Dzyaloshinskii–Moriyainteraction）存在于单分子磁体内的磁性中心之间。我们发现Dzyaloshinskii–Moriya能有效增强体系的纠缠和热输运。考虑外加磁场作用时，热输运及其纠缠性质会变得非常复杂。特别是外场与DM矢量之间所成的夹角会起到关键作用。关键词：单分子磁体非共线自旋交换作用量子主方程非平衡

7、态格林函数热电效应自旋极化输运热磁输运I万方数据华中科技大学博士学位论文AbstractSpincaloritronics,whichfocusonheatandspintransport,areveryimportantforfuturedevelopmentoflow-power-consumptiontechnology.Transformationsbetweenthetemperaturedifferenceandelectricpotentialdifferenceonlyrelyontheintrinsicp

8、ropertiesofthematerialswithoutthemechanicalmedium.Thethermoelectricdevicesaresmall,light,secureandstable,havingwideperspectiveonenergyconservationandenv