Ising變磁體的相關(guān)有效場(chǎng)理論研究.pdf

1、近二十年來，對(duì)變磁體材料的研究一直受到磁性材料研究學(xué)者的關(guān)注。在理論上，雙子格模型能很好地描述變磁體系統(tǒng)。據(jù)我們所知，迄今為止在相關(guān)有效場(chǎng)理論框架下，對(duì)于橫場(chǎng)下的Ising變磁體還沒有人在理論上進(jìn)行過研究。
　　 本文利用有效場(chǎng)理論研究了雙子格Ising變磁體模型在外磁場(chǎng)中的相圖。分別討論了外加橫向磁場(chǎng)和縱向磁場(chǎng)的基態(tài)相圖、外加縱向磁場(chǎng)的有限溫度相圖，以及外加橫向磁場(chǎng)和縱向磁場(chǎng)的有限溫度相圖，并與平均場(chǎng)理論的結(jié)果進(jìn)行比較。主要內(nèi)

2、容如下：
　　 (1)利用相關(guān)有效場(chǎng)理論研究了雙子格Ising變磁體在縱向磁場(chǎng)hz和橫向磁場(chǎng)hx下的基態(tài)磁性質(zhì)。引入了反映層間和層內(nèi)自旋耦合強(qiáng)度比的參數(shù)ν=J2/J1。并給出了hx-hz平面的基態(tài)相圖以及交錯(cuò)磁矩隨著縱向磁場(chǎng)的變化曲線。相圖結(jié)果表明，當(dāng)-1000≤ν<0時(shí)，在04.36區(qū)間內(nèi)相變總是二級(jí)相變。特別地，在hx>14.71，ν<-11.89區(qū)域，系統(tǒng)發(fā)生重入現(xiàn)象。發(fā)

3、現(xiàn)用平均場(chǎng)理論得到的相圖中存在的四臨界點(diǎn)在用有效場(chǎng)理論得到的相圖中并不存在。
　　 (2)利用相關(guān)有效場(chǎng)理論研究了雙子格Ising變磁體在縱向磁場(chǎng)hz下的有限溫度相圖和交錯(cuò)磁矩曲線。結(jié)果表明，在縱向磁場(chǎng)和溫度較低時(shí)發(fā)生的相變是一級(jí)相變，在縱向磁場(chǎng)和溫度較高時(shí)，相變是二級(jí)相變，一級(jí)相變線和二級(jí)相變線被三臨界點(diǎn)分開。在0

4、入現(xiàn)象在用有效場(chǎng)理論得到的相圖中并不存在。特別地，由于找到了一種在相關(guān)有效場(chǎng)理論框架下數(shù)值計(jì)算有限溫度Gibbs自由能的方法，除了二級(jí)相變線，還給出了一級(jí)相變線，進(jìn)而給出了有限溫度下的完整相圖和交錯(cuò)磁矩曲線的穩(wěn)定解。
　　 (3)利用有效場(chǎng)理論研究了雙子格Ising變磁體在縱向磁場(chǎng)hz和橫向磁場(chǎng)hx下的三臨界線的變化曲線和有限溫度相圖。結(jié)果表明，對(duì)于給定的ν值，隨著溫度t的增加三臨界點(diǎn)的橫向磁場(chǎng)hx的值不斷降低，且只有一種三臨界

5、線存在。而用平均場(chǎng)理論可得到三種不同的三臨界線，可見平均場(chǎng)理論得到的三種相圖中，只有第一種是可靠的。原因在于平均場(chǎng)理論完全忽略了各種格點(diǎn)自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)，而有效場(chǎng)理論部分考慮了格點(diǎn)自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)。對(duì)于一個(gè)給定的縱向磁場(chǎng)hz，用有效場(chǎng)理論和平均場(chǎng)理論得到的結(jié)果中都存在三種不同的hx-t曲線。為了研究橫場(chǎng)對(duì)雙子格Ising變磁體相變的影響，還分別給出了橫場(chǎng)為0和橫場(chǎng)不為0時(shí)的t-hz平面的相圖。結(jié)果表明，當(dāng)橫場(chǎng)不為0時(shí)系統(tǒng)存在兩種不同的t-hz曲