Влияние взаимодействия неближайших соседей на стабильность фаз одномерных изинговских магнетиков

В. Н. Удодов, Е. В. Шабунина, Д. В. Спирин

Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, просп. Ленина, 90, 655017 Абакан, Республика Хакасия, РФ

Получена: 04.06.2014; окончательный вариант - 26.01.2015. Скачать: PDF

Представлены результаты компьютерного моделирования методом Монте-Карло фазовых диаграмм одномерного (квазиодномерного) изинговского магнетика при конечных температурах. Исследовано влияние взаимодействия многочастичного (четырёхчастичного) и неближайших соседей до третьей координационной сферы на фазовые переходы и магнитные фазы в малом магнетике нанометровых размеров. Проанализирована связь фазовых диаграмм с диаграммами основных состояний; показано, что при увеличении температуры антиферромагнитный порядок становится более устойчивым при положительной связи в третьей координационной сфере. Установлена роль четырёхчастичного взаимодействия в стабилизации магнитных фаз.Определены общие черты фазовых диаграмм (независимо от размера) одномерного магнетика. Показано, что сложные ферримагнитные структуры изинговского магнетика стабилизируются при отрицательном взаимодействии неближайших соседей (или) при учёте многочастичного взаимодействия. В рамках предложенного подхода возможны моделирование метастабильных фаз и расчёт динамических и статических критических индексов переходов и гистерезисных явлений для квазиодномерных магнетиков. Используется оригинальная маркировка одномерных магнитных фаз, основанная на шестнадцатеричной системе счисления. Впервые для конечных температур учтены все возможные фазы одномерного изинговского магнетика с периодом до 13 узлов при наличии сложного многочастичного межспинового взаимодействия. Это даёт возможность предсказать виды изотермических магнитных фазовых превращений при изменении внешнего магнитного поля и других параметров взаимодействия. Предложенный подход применим к магнитным кластерам и к квазиодномерным изинговским магнетикам, в основе которых лежат металлы Co, Fe и др.

Ключевые слова: фазовая диаграмма, фазовый переход, метастабильная фаза, многочастичное взаимодействие, одномерная модель Изинга, наномагнетик.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i03/0281.html

PACS: 02.70.Uu, 05.10.Ln, 05.50.+q, 64.60.an, 64.60.De, 64.60.My, 75.10.Hk


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. W. Li and P. Tong, Phys. Rev. E, 83, Iss. 3: 031128 (2011). Crossref
  2. A. Vindigni and M. G. Pini, J. Phys.: Condens. Matter, 21, No. 23: 236007 (2009). Crossref
  3. R. Soto, G. Martinez, M. N. Baibich, J. M. Florez, and P. Vargas, Phys. Rev. B, 79, No. 18: 184422 (2009). Crossref
  4. A. N. Rudenko, V. V. Mazurenko, V. I. Anisimov, and A. I. Lichtenstein, Phys. Rev. B, 79: 144418 (2009). Crossref
  5. V. V. Mazurenko, F. Mila, and V. I. Anisimov, Phys. Rev., 73: 014418 (2006). Crossref
  6. С. П. Губин, Российский химический журнал, XLIV, № 6: 23 (2000).
  7. Е. В. Галичина, Д. В. Спирин, В. Н. Удодов, Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов (Ред. В. М. Самосонов, Н. Ю. Сдобняков) (Тверь: Тверской государственный университет: 2010), № 2, с. 10.
  8. Д. В. Спирин, В. Н. Удодов, Материалы IX Всероссийского семинара «Моделирование неравновесных систем» (13–15 октября 2006, Красноярск, Россия), с. 171.
  9. Б. П. Горшунов, А. В. Пронин, А. С. Прохоров, Физика твёрдого тела, 53, № 4: 774 (2011).
  10. В. Н. Удодов, Ю. И. Паскаль, А. И. Потекаев и др., Металлофиз. новейшие технол., 16, № 5: 43 (1994).
  11. М. Е. Шабунин, Е. В. Шабунина, Материалы Первой Всероссийской конференции «Перспективные материалы в технике и строительстве» (21–25 октября 2013 г.) (Томск: Издательство Томского государственного архитектурно-строительного университета: 2013), с. 289.
  12. К. С. Александров, Н. В. Федосеева, И. П. Спевакова, Магнитные фазовые переходы в галоидных кристаллах (Новосибирск: Наука: 1983).
  13. Ю. В. Ракитин, В. Т. Калинников, Современная магнитохимия (Санкт-Петербург: Наука: 1994).
  14. R. L. Carlin, Magnetochemistry (Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag: 1986). Crossref
  15. H. Müller-Krumbhaar and D. P. Landau, Phys. Rev. B, 14: 2014 (1976). Crossref
  16. A. A. Abrikosov, Fundamentals of the Theory of Metals (Amsterdam: North-Holland: 1988).
  17. H. Gould, J. Tobochnik, and W. Christian, An Introduction to Computer Simulation Methods: Applications to Physical Systems (Reading, MA: Addison-Wesley: 2006).
  18. М. М. Боголюбов, Лекції з квантової статистики (Київ: Радянська школа: 1949).