Низкотемпературный антиферромагнетизм в модели Изинга с конкурирующими взаимодействиями
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2021-2-64-71Ключевые слова:
модель Изинга, РККИ взаимодействие, магнитные фазовые переходыАннотация
Выполнено исследование равновесных состояний и спиновых конфигураций модели Изинга на квадратной решётке с учётом конкурирующих взаимодействий в двух координационных сферах. Наиболее подробно расссмотрен случай с ферромагнитным взаимодействием ближайших соседей (по вертикали и горизонтали) и антиферромагнитным – во второй координационной сфере (ближайшие диагональные узлы решётки). Численное моделирование, выполненное на основе алгоритма Метрополиса для решётки 128×128 узлов с периодическими граничными условиями, показывает, что при низких температурах помимо состояния насыщения благодаря антиферромагнитному взаимодействию возможна реализация метастабильного состояния с разбиением системы на отдельные домены с противоположной ориентацией спинов. Размер доменов увеличивается с ростом температуры до тех пор, пока они не охватывают всю область моделирования. Антиферромагнитное взаимодействие во втором порядке также приводит к снижению температуры Кюри материала. В результате при достаточно большой интенсивности этого вклада система переходит из состояния с разбиением на домены сразу в неупорядоченное ферромагнитное состояние – насыщение при этом не реализуется. Для системы с антиферромагнитным взаимодействием в первой координационной сфере дополнительная промежуточная фаза не выявляется, и наблюдается только изменение температуры Нееля.Библиографические ссылки
Hirohata A., Yamada K., Nakatani Yo., Prejbeanu I.-L., Dieny B., Pirro P., Hillebrands B. Review on spintronics: Principles and device applications. J. Magn. Magn. Mater., 2020, vol. 509, 166711. DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.166711
Dietl T., Ohno H. Dilute ferromagnetic semiconductors: Physics and spintronic structures. Rev. Mod. Phys., 2014, vol. 86, pp. 187–251. DOI: 10.1103/RevModPhys.86.187
McCoy B. M., Wu T. T. The 2D Ising model. Mineola, USA: Dover, 2014, 480 p.
Baxter M. Exactly solvable models in statistical mechanics. Dover: Mineola, USA: Dover, 2008, 512 p.
Villain J., Bak P. Two-dimensional Ising model with competing interactions: floating phase, walls and dislocations. J. Phys. France, 1981, vol. 42, no. 5, pp. 657–668. DOI: 10.1051/jphys:01981004205065700
da Silva C. R., Countinho S. Ising model on the Bethe lattice with competing interactions up to the third-nearest-neighbor interaction. Phys. Rev. B., 1986, vol. 34, no. 11, pp. 7975–7985. DOI: 10.1103/PhysRevB.34.7975
Selke W. The ANNNI model – Theoretical analysis and experimental application. Phys. Rep., 1988, vol. 170 (4), pp. 213–264. DOI: 10.1016/0370-1573(88)90140-8
Andrade R. F. S., Salinas S. R. Diluted Ising model with competing interactions. Phys. A., 1999, vol. 270, no. 3–4, pp. 342–352.
DOI: 10.1016/S0378-4371(99)00158-2
Chitov G. Y., Gros C. Ordering in two-dimensional Ising models with competing interactions. Low Temp. Phys., 2005, vol. 31, no. 8–9, pp. 722–734. DOI: 10.1063/1.2008132
White R. M. Quantum theory of magnetism. Berlin: Springer, 2007, 362 p.
Kogan E. RKKY interaction in gapped or doped graphene. Graphene, 2013, vol. 2, no. 1, pp. 8–12. DOI: 10.4236/graphene.2013.21002
Rudenko A. N., Keil F. J., Katsnelson M. I., Lichtenstein A. I. Exchange interactions and frustrated magnetism in single-side hydrogenated and fluorinated graphene. Phys. Rev. B., 2013, vol. 88, 081405(R). DOI: 10.1103/PhysRevB.88.081405
Zare M. RKKY interaction in biased single-layer silicone. Phys. Rev. B., 2019, vol. 100, 085434. DOI: 10.1103/PhysRevB.100.085434
Newman M. E. J., Barkema G. T. Monte Carlo methods in statistical physics. Oxford, UK: Clarendon Press, 1999, 496 p.
Chikazumi S. Physics of Ferromagnetism. Oxford, UK: Oxford University Press, 2009, 668 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
