外磁场中三维ising系统的磁性质

外磁场中三维ising系统的磁性质

1简单方差晶场与外磁场作用的简单方程晶场的相互作用近年来，人们对混合自治系统产生了强烈的兴趣并进行了初步研究。y.takamura等人研究了自旋-1和自旋-3.2混合磁体系统的磁性质。a.bob耀等人研究了各向异性晶体场对二维正方晶场和二维蜂窝晶体混合自治州系统的渗透的影响。魏竹等人对简单的广场晶体混合系统的形成进行了研究。研究所使用的方法也不同，包括有效的场法、平均场法、集团变换法等。然而，随着自相位数的增加和李自成的混合，使得模拟方法难以处理。monterey模型可以控制统计误差，正确处理自学之间的相互作用，不具有其他相似性。这是一种有效的系统研究方法，只考虑交换相互作用和单离子晶体场，而不考虑对磁体系统有重要影响的外部磁体的作用。在这项工作中，我们使用了一种方法来研究单光束系统，其中并且随着晶体场的改善而改变矩阵。由于能量简单一致，外部磁体的阶梯式减少。当两个单晶场在同一步骤中值时，系统磁矩随着外部磁体的改善而减小。当两个单晶场在同一步骤中值时，系统磁矩随着外部磁体的改善而减小。当两个单磁体在不同步骤中值时，系统磁矩随着外部磁体的变化而呈现出明显的步骤结构。两个单离面系统的序列相的影响不同。2系统磁化强度的计算模型哈密顿量Η=-J∑[ij]SAizSBjz+DA∑i(SAiz)2+DB∑j(SBjz)2-B∑i,j(SAiz+SBjz)(1)其中,自旋SAiz=0,±1,SBjz=±12,±32;第一项对最近邻求和,J(>0)为最近邻格点间交换耦合常数,DA、DB分别表示离子A、离子B处的晶场,B为外磁场.计算中,采用翻转单个自旋的Metropolis算法,取20×20×20的简单立方晶格系统,采用周期性边界条件.起初的10000MCS作为系统趋于平衡所需要的步数,不进行统计平均,而对以后的50000MCS所测量的物理量进行统计平均.系统的磁化强度Μ=([∑iSAiz]+[∑jSBjz])L3(2)磁化率x=βL3[(Μ-[Μ])2](3)每个格点的内能E=[Η]L3(4)比热C=kBβ2([Η2]-[Η]2)L3(5)其中β=1/(kBΤ)为约化温度,T是绝对温度,kB为玻尔兹曼常数.3da/zj的影响图1给出了磁矩随晶场的变化关系.为确定起见,取定温度kBT/J=0.02,外磁场分别取B/(zJ)=0和B/(zJ)=0.5(z为配位数).可以看出,不论外磁场存在与否,磁矩随晶场D/(zJ)=DA/(zJ)=DB/(zJ)的增大阶梯式降低,这与Y.Nakamura等人的结果一致.当晶场取不同范围内的值时,系统处于不同的台阶.无外磁场时,三个台阶分别位于0≤D/(zJ)≤0.55、0.57≤D/(zJ)≤0.78和D/(zJ)≥0.8区,相应的磁矩分别为1.0,0.3和0.当存在外磁场时,磁矩随晶场变化的台阶数目由3个变为4个,即系统的有序相增多,这与外磁场中系统能量简并的解除有关.图2给出了不同参数条件下系统磁矩随温度的变化关系.其中实线表示无外磁场时,DA/(zJ)分别取0、0.33、0.33和0.33,DB/(zJ)分别取0、0.33、0.40和0.65时的结果;虚线是对应的外磁场B/(zJ)取0.5时的结果.计算表明,在无外磁场的情况下,若DA/(zJ)=DB/(zJ)=0,系统从有序相到无序相的转变温度kBT/J约为3.71;当DA/(zJ)=DB/(zJ)=0.33时,相变温度kBT/J约为1.76;当DA/(zJ)=0.33,DB/(zJ)=0.40时,相变温度kBT/J约为1.41;当DA/(zJ)=0.33,DB/(zJ)=0.65时,相变温度kBT/J约为0.81,即晶场的增强可以使系统更快地从有序相转变到无序相.低温下,DA/(zJ)与DB/(zJ)取在同一台阶区域(曲线1DA/(zJ)=DB/(zJ)=0、曲线2DA/(zJ)=DB/(zJ)=0.33、曲线3DA/(zJ)=0.33,DB/(zJ)=0.40)时,对应的有序相是相同的;DA/(zJ)与DB/(zJ)取在不同台阶区域(曲线4DA/(zJ)=0.33,DB/(zJ)=0.65)时,对应的则是另一有序相.与无外磁场时的对应情况相比,当有外磁场存在时,系统的磁矩在不同的温度区域有不同程度的增大,磁矩随温度升高而降低的速度趋缓,系统从有序相到无序相的转变温度更高.图3给出了磁矩随外磁场的变化关系.为确定起见,取定温度kBT/J=1.2.与图2所示的情况类似,晶场增强使系统的磁矩变小.DA/(zJ)与DB/(zJ)取值在同一台阶区域(曲线1DA/(zJ)=DB/(zJ)=0.33、曲线2DA/(zJ)=0.42,DB/(zJ)=0.50)时,系统磁矩随外磁场的增强平缓地趋于饱和值;DA/(zJ)与DB/(zJ)取值在不同的台阶区域(曲线3DA/(zJ)=0.42,DB/(zJ)=0.75)时,系统磁矩随外磁场的增强而增大,但表现出了较明显的台阶特征,这表明系统在达到最终的有序相的过程中,历经了其它有序相,即发生了铁磁-铁磁相变.图4给出了无外磁场时,系统磁矩M随单离子晶场DA/(zJ)(DB/(zJ))的变化关系.为确定起见,取定温度kBT/J=0.2.图中曲线1为DB/(zJ)=0时,系统磁矩M随DA/(zJ)的变化关系,图中曲线2为DA/(zJ)=0时,系统磁矩M随DB/(zJ)的变化关系.容易看出,磁矩随着DA/(zJ)的增大呈现四个逐次降低的台阶,即系统有三个有序相和一个无序相;而随着DB/(zJ)的增大磁矩则呈现出逐次降低的三个台阶,值得注意的是,即使DB/(zJ)的值取得很大,磁矩也不为零,即系统不能达到无序相.这说明DA/(zJ)与DB/(zJ)对于系统无序相的影响是不同的.4不同台阶区域时da与db对系统磁矩的影响用MonteCarlo方法研究了外磁场中自旋-1与自旋-3/2混合三维Ising系统.系统磁矩随晶场的增强阶梯式减小,由于能量简并的解除,外磁场存在时台阶数目增多.低温下,DA与DB取在同一台阶区域时与二者取在不同台