外場中三維混合自旋系統(tǒng)的蒙特卡羅模擬.pdf

1、近年來,關(guān)于混合自旋系統(tǒng)的研究成為理論研究的熱點(diǎn)問題之一。本文用Monte Carlo方法研究了晶場與外磁場作用的自旋-1與自旋-3/2混合三維Ising鐵磁系統(tǒng)的物理性質(zhì)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　首先,簡要回顧了Ising模型提出的歷史背景,討論了該模型在一維、二維情況下的嚴(yán)格解和三維情況下的近似解。
　　其次,介紹了Monte Carlo方法的基本原理及其在自旋晶格系統(tǒng)研究方面的應(yīng)用。
　　接下來研究了晶場與外磁

2、場作用的自旋-1與自旋-3/2混合三維Ising鐵磁系統(tǒng)的物理性質(zhì)。計(jì)算了不同參數(shù)情況下,磁矩M、磁化率χ、能量E和比熱C隨溫度、晶場以及外磁場的變化關(guān)系。結(jié)果表明,磁矩隨溫度的升高而降低。適當(dāng)選擇DA/(ΖJ)和DB/(ΖJ)的值可使系統(tǒng)處于不同的有序相。當(dāng)外磁場存在時,系統(tǒng)的相變溫度升高,即系統(tǒng)可以在更高的溫度下保持磁有序相。磁矩隨晶場的增大階梯式降低,相比較無外磁場的情況,當(dāng)存在外磁場時系統(tǒng)的有序相增多,這與外磁場中系統(tǒng)能量簡并的

3、解除有關(guān)。系統(tǒng)磁矩隨外磁場的增大臺階式地增加,當(dāng)晶場參數(shù)增大時,維系每個磁有序相的磁場范圍也隨之增大。在磁化率隨溫度的變化關(guān)系中,隨著晶場參數(shù)的增大曲線的峰值相繼向低溫方向移動,即晶場的增強(qiáng)使系統(tǒng)的相變溫度降低。在磁化率隨晶場的變化關(guān)系中,相比于無外磁場時的情況,當(dāng)外磁場存在時曲線的峰值右移,即外磁場存在時系統(tǒng)發(fā)生相變的晶場增強(qiáng)。在磁化率隨外磁場的變化關(guān)系中,隨著晶場參數(shù)的增大曲線的峰值相繼右移,即晶場增強(qiáng)時系統(tǒng)發(fā)生相變的外磁場增強(qiáng)。在

4、能量隨溫度的變化關(guān)系中,隨著晶場參數(shù)的增大有序態(tài)的能量降低。當(dāng)溫度低于相變溫度時,能量隨著溫度的升高迅速降低;當(dāng)溫度高于相變溫度時,能量隨著溫度的升高緩慢上升。在能量隨晶場的變化關(guān)系中,不論有無外磁場,在同一相中能量隨晶場的增強(qiáng)線性升高。能量隨外磁場的增大臺階式增高,在同一相中,能量保持不變,隨著晶場參數(shù)的增大,能量略有上升。在比熱隨溫度的變化關(guān)系中,相比于無外磁場時的情況,當(dāng)外磁場存在時曲線的峰值右移,系統(tǒng)可以在較高的溫度保持磁有序態(tài)