磁化率是研究材料时最重要的参数之一。材料在外部磁场中被磁化的难易程度可以用磁化率的大小来表示。当合金的成分、组织 、结构与状态不同的时候,它的磁化率也是不同的,因此,想要研究金属材料的微观结构的一种比较有效的办法就是去测定金属材料的磁化率。对于有色金属和合金而言,该方法是一种重要的研究方法。想要确定材料磁化的难易程度,我们只需要测量室温下的磁化率就可以了,想要知道材料结构随着温度变化的信息只需要测量温度范围内的磁化率就可以了,磁性测量是表征材料物理性质的重要手段。测量弱磁性材料的磁性需要使用高灵敏度的仪器。然而,磁性能测试系统的样品信号越弱,越容易受到各种因素的影响,这样就会导致实验结果产生误差,样品位置也会导致实验结果产生误差,当样品尺寸小于样品的标准时,振幅对测量结果的影响增大,这些都是需要重视的地方。因此这次研究的主要目的是研究EuMnSb2样品的磁化率随温度变化的行为以及在低温时的磁化曲线,主要解决的问题是如何测量微小单晶的磁性质。
第二章 研究背景
第一节 狄拉克材料
预测新型的狄拉克材料,探究狄拉克材料丰富的物理现象已经成为了当前凝聚态物理研究的前沿热点问题。狄拉克材料是指一类具有特殊能带结构的晶体材料,是一类与传统金属和(掺杂)半导体不同的新型材料,狄拉克材料是一种最近才出现的新型的二维量子泛函材料。狄拉克材料的载子有效质量是为零的,满足了能量与动量的线性关系。石墨烯与拓扑绝缘体是最极具有代表性的两种狄拉克材料。1933年英国理论物理学家保罗·狄拉克所发表的有关量子力学的学术报告中,描述了狄拉克费米子的特殊物理行为。2004年,英国曼切斯特大学盖姆小组成功地从单个原子层中分离出石墨烯。这个发现打破了二维晶体无法在自然界中稳定存在的预言。我们将这类只有一层原子层的材料称为二维晶体材料。从电子显微镜下,可以看到他是一层碳原子六方格结构排列而成的。科学家们发现,普通的物质的二维晶体在无法再自然界中稳定存在。而石墨烯所具有的蜂窝状的原子结构十分稳定,同时表现出优良的电子输运性质以及奇特的物理现象。同时石墨烯的出现,也使很多科学家都因此投入到二维晶体材料的研究当中去。经过长时间的探索,除了石墨烯,还有很多种二维材料相继被发现,比如硅烯、锗烯、砷化镓等等近百种材料,被国内外学者相继发现。在理论研究方面,石墨烯早在六十年前就已经受到了关注,人们用它作为模型解释碳基材料的一些性质,尤其是狄拉克锥的存在赋予了石墨烯许多新奇的物理现象和电子性质。石墨烯是一种二维的狄拉克材料,它严格的二维结构是它形成无质量狄拉克-费米子的重要原因。狄拉克材料中石墨烯的载流子有极高的迁移率和导电率,且迁移率不受环境、温度的影响。石墨烯是具有优良的电子运输性质的,它为什么会具有这个性质呢?是因为这种二维材料,具有独特的能带结构,狄拉克锥。我们都知道,不同的材料会有不同的能带结构。金属能带相互重合,绝缘体能带间隙很大,而半导体介于绝缘体和金属之间,分为直接间隙半导体和间接间隙半导体等等。而狄拉克锥则有所区别,以石墨烯为例,在能带中布里渊区里,有四个狄拉克锥的存在。而且都处在费米面附近,导致石墨烯迁移率非常大,而且电阻率很小。它的电子的运动情况,可以用一个保罗狄拉克方程来描述,与此同时在某个点附近这种色散关系是呈现线性的形式,从能带在k空间中可以观察到,类似两个对顶的锥形,被称之为狄拉克锥。同时,石墨烯薄膜还有很好的柔韧性,可以沿着各个方向折叠弯曲,并不影响晶体的结构。此外,石墨烯在室温下还具有高热导率。是相同条件下硅的50倍,铜的10倍。所以狄拉克材料已经吸引了广泛的科学兴趣由于其独特的带结构和物理性质,具有广泛的应用前景。 铕锰锑的磁性质研究(2):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206015.html