外磁場(chǎng)中三維混合自旋Ising系統(tǒng)的磁學(xué)性質(zhì)-

1、外磁場(chǎng)中三維混合自旋Ising系統(tǒng)的磁學(xué)性質(zhì)*論文導(dǎo)讀:：用Monte Carlo方法研究了外磁場(chǎng)中自旋-1與自旋-3/2混合三維Ising系統(tǒng)的磁性質(zhì)。結(jié)果說(shuō)明，系統(tǒng)磁矩隨晶場(chǎng)的增強(qiáng)階梯式減小，由于能量簡(jiǎn)并的解除，外磁場(chǎng)存在時(shí)磁矩隨晶場(chǎng)變化的臺(tái)階數(shù)目增多。當(dāng)單離子晶場(chǎng)與在同一臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的增強(qiáng)平緩地趨于飽和值，而當(dāng)二者在不同臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的變化那么表現(xiàn)出了較明顯的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。單離子晶場(chǎng)與對(duì)于系統(tǒng)無(wú)序相的影響是不同的。論文關(guān)鍵詞：混合自旋，MonteCarlo，磁性質(zhì)1. 引言近年來(lái)，人們對(duì)混合自旋系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚的興趣并進(jìn)行了初步研究。Y. Nakamura

2、 等人【1】研究了自旋-1和自旋-3/2混合Ising鐵磁系統(tǒng)的磁性質(zhì)；A. Bobk等人研究了各向異性晶場(chǎng)對(duì)二維正方晶格和二維蜂窩晶格混合自旋系統(tǒng)相變的影響；魏國(guó)柱等人【4】研究了簡(jiǎn)單立方晶格混合系統(tǒng)的相變問(wèn)題。研究所采用的方法也各不相同，其中有有效場(chǎng)方法、平均場(chǎng)方法、集團(tuán)變分法【7】等。然而隨著自旋的增大和自旋的混合，會(huì)帶來(lái)近似方法技術(shù)處理上的困難，而Monte Carlo模擬可以控制統(tǒng)計(jì)誤差，準(zhǔn)確處理自旋之間的相互作用，且不帶有任何其他近似，因而是研究這類(lèi)系統(tǒng)的有效方法。上面的研究?jī)H僅考慮了交換相互作用和單離子晶場(chǎng)物理論文，而沒(méi)有考慮對(duì)磁性系統(tǒng)有重要影響的外磁場(chǎng)的作用。本文用Monte

3、Carlo方法研究考慮晶場(chǎng)與外磁場(chǎng)作用的自旋-1與自旋-3/2混合的簡(jiǎn)單立方晶格系統(tǒng)。結(jié)果說(shuō)明，磁矩隨晶場(chǎng)的增強(qiáng)而階梯式減小，由于能量簡(jiǎn)并的解除，外磁場(chǎng)存在時(shí)臺(tái)階數(shù)目增多。當(dāng)兩單離子晶場(chǎng)在同一臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的增強(qiáng)平緩地趨于飽和值，而當(dāng)二者在不同臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的變化那么表現(xiàn)出了較明顯的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。兩單離子晶場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)無(wú)序相的影響不同論文開(kāi)題報(bào)告。2. 模型與計(jì)算模型哈密頓量.(1)其中，自旋，；第一項(xiàng)對(duì)最近鄰求和，為最近鄰格點(diǎn)間交換耦合常數(shù)，、分別表示離子A、離子B處的晶場(chǎng)，為外磁場(chǎng)。計(jì)算中，采用翻轉(zhuǎn)單個(gè)自旋的Metropolis算法，取的簡(jiǎn)單立方晶格系統(tǒng)，采用周

4、期性邊界條件。起初的10000MCS作為系統(tǒng)趨于平衡所需要的步數(shù)，不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均物理論文，而對(duì)以后的50000MCS所測(cè)量的物理量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均。系統(tǒng)的磁化強(qiáng)度,(2)磁化率,(3)每個(gè)格點(diǎn)的內(nèi)能,(4)比熱,(5)其中為約化溫度，是絕對(duì)溫度，為玻爾茲曼常數(shù)。3. 結(jié)果與討論圖1 給出了磁矩隨晶場(chǎng)的變化關(guān)系。為確定起見(jiàn)，取定溫度,外磁場(chǎng)分別取和為配位數(shù)。圖1 磁矩隨晶場(chǎng)的變化可以看出，不管外磁場(chǎng)存在與否，磁矩隨晶場(chǎng) 的增大階梯式降低，這與Y. Nakamura等人【1】的結(jié)果一致。當(dāng)晶場(chǎng)取不同范圍內(nèi)的值時(shí)，系統(tǒng)處于不同的臺(tái)階。無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，三個(gè)臺(tái)階分別位于、和區(qū)，相應(yīng)的磁矩分別為1.0，0.3和0

5、。當(dāng)存在外磁場(chǎng)時(shí)，磁矩隨晶場(chǎng)變化的臺(tái)階數(shù)目由3個(gè)變?yōu)?個(gè)，即系統(tǒng)的有序相增多，這與外磁場(chǎng)中系統(tǒng)能量簡(jiǎn)并的解除有關(guān)。圖2磁矩隨溫度的變化3.71；當(dāng)時(shí)，相變溫度約為1.76；當(dāng), 時(shí)，相變溫度約為1.41；當(dāng), 時(shí)，相變溫度約為0.81，即晶場(chǎng)的增強(qiáng)可以使系統(tǒng)更快地從有序相轉(zhuǎn)變到無(wú)序相。低溫下, 與取在同一臺(tái)階區(qū)域曲線1 、曲線2 、曲線3 ，時(shí)，對(duì)應(yīng)的有序相是相同的；與取在不同臺(tái)階區(qū)域曲線4 ，時(shí)，對(duì)應(yīng)的那么是另一有序相。與無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)的對(duì)應(yīng)情況相比，當(dāng)有外磁場(chǎng)存在時(shí)，系統(tǒng)的磁矩在不同的溫度區(qū)域有不同程度的增大，磁矩隨溫度升高而降低的速度趨緩，系統(tǒng)從有序相到無(wú)序相的轉(zhuǎn)變溫度更高。圖3給出了磁矩隨

6、外磁場(chǎng)的變化關(guān)系。為確定起見(jiàn)，取定溫度。與圖2所示的情況類(lèi)似物理論文，晶場(chǎng)增強(qiáng)使系統(tǒng)的磁矩變小。圖3 磁矩隨外磁場(chǎng)的變化與取值在同一臺(tái)階區(qū)域曲線1 、曲線2 ，時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的增強(qiáng)平緩地趨于飽和值；與取值在不同的臺(tái)階區(qū)域曲線3 ，時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大，但表現(xiàn)出了較明顯的臺(tái)階特征，這說(shuō)明系統(tǒng)在到達(dá)最終的有序相的過(guò)程中，歷經(jīng)了其它有序相，即發(fā)生了鐵磁-鐵磁相變論文開(kāi)題報(bào)告。圖4 給出了無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨單離子晶場(chǎng)的變化關(guān)系。為確定起見(jiàn)，取定溫度。圖中曲線1為時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨的變化關(guān)系，圖中曲線2為時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨的變化關(guān)系。容易看出，磁矩隨著的增大呈現(xiàn)四個(gè)逐次降低的臺(tái)階，即系統(tǒng)有

7、三個(gè)有序相和一個(gè)無(wú)序相；而隨著的增大磁矩那么呈現(xiàn)出逐次降低的三圖4磁矩隨單離子晶場(chǎng)的變化個(gè)臺(tái)階物理論文，值得注意的是，即使的值取得很大，磁矩也不為零，即系統(tǒng)不能到達(dá)無(wú)序相。這說(shuō)明與對(duì)于系統(tǒng)無(wú)序相的影響是不同的。4. 結(jié)論用Monte Carlo方法研究了外磁場(chǎng)中自旋-1與自旋-3/2混合三維Ising系統(tǒng)。系統(tǒng)磁矩隨晶場(chǎng)的增強(qiáng)階梯式減小，由于能量簡(jiǎn)并的解除，外磁場(chǎng)存在時(shí)臺(tái)階數(shù)目增多。低溫下，與取在同一臺(tái)階區(qū)域時(shí)與二者取在不同臺(tái)階區(qū)域時(shí)對(duì)應(yīng)的有序相是不同的。在外磁場(chǎng)中，當(dāng)與在同一臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的增強(qiáng)平緩地趨于飽和值，而當(dāng)二者在不同臺(tái)階區(qū)域取值時(shí)，系統(tǒng)磁矩隨外磁場(chǎng)的變化那么表現(xiàn)出

8、了較明顯的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，即有鐵磁-鐵磁相變發(fā)生。單離子晶場(chǎng)與對(duì)于系統(tǒng)無(wú)序相的影響不同。參考文獻(xiàn)【1】Y. Nakamura, J. W. Tucker,IEEE Trans. Magnetics, 38(2002), 2406.【2】A. Bobk, Physica A, 258(1998), 140.【3】A. Bobk, Physica A, 286(2000), 531.【4】Wei G. Z.,Zhang Q., Gu Y. W., J. Magn. Magn. Mater, 301(2006), 245.【5】O. F. Abubrig, D. Horvk, M. Ja?ur, Physica A, 296(2001), 437.【6】Wei G. Z., Gu Y. W., Liu J., Phys.