混自旋-2和自旋-5/2蜂窝模型分子基磁体一阶相变的蒙特卡洛研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tnngx123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
分子基磁体因为其可以控制磁性而具有的优良性质引起了科学家的长期关注和广泛研究。因为具有密度低,绝缘性好,低温时摩擦系数低的性质,分子基磁体在材料制造行业中占有很重要的地位。例如,分子基磁体具有一个或者多个补偿温度,这点对电子制造业,计算机技术和磁存储都有重要的作用;同时,一系列新奇的性质例如表面增强磁矩、表面磁场各向异性、巨磁阻效应等都在分子基磁体中被发现。特别是AMⅡFeⅢ(C2O4)3(A=N(n-C3H7)4,M=Mn,Fe),作为一种新兴的分子基磁体,自从被发现以来就获得了持续的关注。  目前,对分子基磁体的研究虽然广泛,可是大多数都集中在用伊辛模型研究磁性的二阶相变,对于其一阶相变的系统研究仍然很少。虽然在一些分子基磁体的研究中发现过一阶相变,可是至今为止,仍然没有关于它们全面系统的研究。事实上,因为有序参量的不连续变化,热学和磁学性质的跃变,以及相变潜热的存在,一阶相变的研究有很多潜在的应用价值和很大的意义。  同时,在以前的研究中,关于伊辛模型一阶相变的研究主要采用的是平均场和相关有效场理论。而在平均场和相关有效场理论的计算过程中存在较大的近似,结果的可靠性有待验证。虽然在补偿温度和二阶相变温度的计算中,平均场和相关有效场理论可以大致预测伊辛模型中磁性的变化,但是我们调研发现,对于一阶相变,这两种方法有时候会得到错误的结果。例如,在单层混自旋-2和自旋-1/2模型中,蒙特卡洛模拟不会发现有一阶相变的出现,可是通过相关有效场理论模拟则会出现非常大范围的一阶相交区域。另外,在零温时总磁矩为零的顺磁区域,因温度升高会导致磁矩排列更加无序,而总磁矩因相互抵消一直为零,但是相关有效场和平均场模拟也会导致一阶相交的出现。这就使采用蒙特卡洛模拟研究分子基磁体的一阶相变非常迫切。  这篇文章中,我们采用蒙特卡洛模拟对混自旋-2和-5/2的蜂窝状晶格—对应于分子基磁体AMⅡFeⅢ(C2O4)3(A=N(n-C3H7)4,M=Mn,Fe)-的一阶相变进行了系统的研究。同时,我们也采用平均场理论进行初步计算并作为对比。通过我们的计算和分析发现,一阶相变只能发生在亚铁磁和顺磁边界上方一小部分区域;在基态相图中的临界点附近,在非常低的温度下随着温度的升高,磁矩会从基态磁矩分布迅速变为其相邻三个区域基态磁矩的混合;在基态总磁矩为零的顺磁区域,一阶相变不会存在,但是蒙特卡洛模拟中的有限尺寸效应会导致一个类似于一阶相变的磁矩变化;同时,通过蒙特卡洛模拟与平均场理论的对比,我们得到平均场理论因为有较大的近似,在计算一阶相变时可能会得到误差很大的结果。
其他文献
自然界中大部分材料都具有热胀冷缩的性质,即材料会随温度的变化产生一定的形变和热应力,进而导致仪器设备灵敏度降低、性能变差,甚至失效。负热膨胀材料由于其异常的热膨胀性能,能够与常用正膨胀材料进行复合制备近零或可控膨胀材料,保证仪器设备在一定温度范围内不受温度变化的影响,不仅能大大提高仪器设备的稳定性和精度,同时还能延长使用寿命。近20年来,负热膨胀材料的研究受到各国科研工作者的广泛关注,已发现了许多
表面等离子体共振(SPR)传感器在检测各种物理、化学和生物参数时具有快速而准确的特点,在过去的几十年中被广泛应用,因此优化SPR传感器的性能有着重要意义。本文在添加虚设层
在黑洞熵等相关研究的启发下,G.tHooft和Susskind分别提出并完善了全息原理,该原理指出:一个包含引力的动力学系统可以用其边界上的一个量子理论描述。AdS/CFT对应是全息原理的
最小Dilaton模型(MinimalDilatonModel,简称MDM)是对标准模型的一种扩充,引入一个新的标量粒子,即Dilaton粒子,这个有效模型可以看作是其它普通Dilaton场的线性实现。新引入的Dilat