Вплив взаємодії найближчих сусідів на стабільність фаз одновимірних ізінгових магнетиків

В. М. Удодов, Є. В. Шабуніна, Д. В. Спірін

Хакаський державний університет ім. М.Ф. Катанова, просп. Леніна, 90, 655017 Абакан, Республіка Хакасія, РФ

Отримано: 04.06.2014; остаточний варіант - 26.01.2015. Завантажити: PDF

Наведено результати комп’ютерного моделювання методою Монте-Карло фазових діяграм одновимірного (квазиодновимірного) Ізінґового магнетика при скінченних температурах. Досліджено вплив взаємодії багаточастинкової (чотиричастинкової) та неблизьких сусідів до третьої координаційної сфери на фазові переходи та магнетні фази у малому магнетику нанометрових розмірів. Проаналізовано зв’язок фазових діяграм з діяграмами основних станів; показано, що з ростом температури антиферомагнетний порядок стає більш стійким при позитивному зв’язку в третій координаційній сфері. Установлено ролю чотиричастинкової взаємодії в стабілізації магнетних фаз. Визначено загальні риси фазових діяграм (незалежно від розміру) одновимірного магнетика. Показано, що складні феримагнетні структури Ізінґового магнетика стабілізуються за неґативної взаємодії неблизьких сусідів і (або) при урахуванні багаточастинкової взаємодії. В межах запропонованого підходу можливі моделювання метастабільних фаз, розрахунок динамічних і статичних критичних індексів переходів та гістерезисних явищ для квазиодновимірних магнетиків. Використовується ориґінальне маркування одновимірних магнетних фаз, засноване на шістнадцятковій системі числення. Вперше для скінченних температур враховано всі можливі фази одновимірного Ізінґового магнетика з періодом до 13 вузлів за наявности складної багаточастинкової міжспінової взаємодії. Це надає можливість передбачити види ізотермічних магнетних фазових переходів при зміні зовнішнього магнетного поля та інших параметрів взаємодії. Запропонований підхід застосовується до магнетних кластерів та до квазиодновимірних Ізінґових магнетиків, в основі яких лежать метали Co, Fe та ін.

Ключові слова: фазова діаграма, фазовий перехід, метастабільна фаза, багаточастинкова взаємодія, одновимірна модель Ізінга, наномагнетік.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).