混自旋-2和自旋-5-2蜂窩模型分子基磁體一階相變的蒙特卡洛研究.pdf

1、分子基磁體因為其可以控制磁性而具有的優(yōu)良性質(zhì)引起了科學(xué)家的長期關(guān)注和廣泛研究。因為具有密度低，絕緣性好，低溫時摩擦系數(shù)低的性質(zhì)，分子基磁體在材料制造行業(yè)中占有很重要的地位。例如，分子基磁體具有一個或者多個補(bǔ)償溫度，這點(diǎn)對電子制造業(yè)，計算機(jī)技術(shù)和磁存儲都有重要的作用;同時，一系列新奇的性質(zhì)例如表面增強(qiáng)磁矩、表面磁場各向異性、巨磁阻效應(yīng)等都在分子基磁體中被發(fā)現(xiàn)。特別是AMⅡFeⅢ(C2O4)3(A=N(n-C3H7)4，M=Mn，F(xiàn)e)，作

2、為一種新興的分子基磁體，自從被發(fā)現(xiàn)以來就獲得了持續(xù)的關(guān)注。
　　目前，對分子基磁體的研究雖然廣泛，可是大多數(shù)都集中在用伊辛模型研究磁性的二階相變，對于其一階相變的系統(tǒng)研究仍然很少。雖然在一些分子基磁體的研究中發(fā)現(xiàn)過一階相變，可是至今為止，仍然沒有關(guān)于它們?nèi)嫦到y(tǒng)的研究。事實(shí)上，因為有序參量的不連續(xù)變化，熱學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的躍變，以及相變潛熱的存在，一階相變的研究有很多潛在的應(yīng)用價值和很大的意義。
　　同時，在以前的研究中，關(guān)于伊

3、辛模型一階相變的研究主要采用的是平均場和相關(guān)有效場理論。而在平均場和相關(guān)有效場理論的計算過程中存在較大的近似，結(jié)果的可靠性有待驗證。雖然在補(bǔ)償溫度和二階相變溫度的計算中，平均場和相關(guān)有效場理論可以大致預(yù)測伊辛模型中磁性的變化，但是我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對于一階相變，這兩種方法有時候會得到錯誤的結(jié)果。例如，在單層混自旋-2和自旋-1/2模型中，蒙特卡洛模擬不會發(fā)現(xiàn)有一階相變的出現(xiàn)，可是通過相關(guān)有效場理論模擬則會出現(xiàn)非常大范圍的一階相交區(qū)域。另外，

4、在零溫時總磁矩為零的順磁區(qū)域，因溫度升高會導(dǎo)致磁矩排列更加無序，而總磁矩因相互抵消一直為零，但是相關(guān)有效場和平均場模擬也會導(dǎo)致一階相交的出現(xiàn)。這就使采用蒙特卡洛模擬研究分子基磁體的一階相變非常迫切。
　　這篇文章中，我們采用蒙特卡洛模擬對混自旋-2和-5/2的蜂窩狀晶格—對應(yīng)于分子基磁體AMⅡFeⅢ(C2O4)3(A=N(n-C3H7)4，M=Mn，F(xiàn)e)-的一階相變進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。同時，我們也采用平均場理論進(jìn)行初步計算并作為對