低温下铁磁体介观畴壁的量子动力学研究

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本文综述了经典磁畴动力学,包括相关磁学的基本概念、静态磁化过程、动态磁化过程及相关损耗,并综合以上各种因素,推导了经典情况下铁磁体畴壁运动的动力学方程,并就外加谐变换场的条件对这一方程进行了求解,进而对经典情况下的相空间特性进行了讨论,结论证明了经典情况中的畴壁运动是一种阻尼谐振子运动,为与后面讨论的低温下铁磁体介观畴壁的量子特性进行对比作了铺垫.鉴于某些铁磁性合金的矫顽力在低温区域出现反常的现象,为了进一步探讨其理论机制,本文在已有量子力学的基础上,完成了对铁磁体畴壁运动方程的量子化,即从铁磁体畴壁运动方程出发,利用正则量子化方法和幺正变换技术,解析地求得了介观畴壁量子化运动的波函数,并计算了各自物理量的期望值和量子涨落.另外,本文重点讨论了在不同外加驱动场作用下,低温铁磁体介观畴壁运动的量子特性.分别求解了静磁场、谐变换场以及准随机场三种不同情况下,体系中主要物理量的期望值和量子涨落,并根据所得结果,借助Matlab软件绘出了各自情况下的相空间轨迹,并与经典情况下畴壁运动的相空间特性进行了比较和讨论.结果表明,即令介观畴壁的本征频率与外加驱动场频率不一致时,存在阻尼的介观铁磁畴壁的量子化运动仍有可能表现出完全精确的共振行为,这与其经典运动完全不同,而且,介观畴壁量子化运动的涨落只受阻尼力的影响,而完全与外加驱动场无关.最后,在所得体系波函数的基础上,计算了描述量子系统运动的Wigner函数,并针对不同因素的变化,分析了Wigner函数分布随时间的演化.
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