伊辛自旋梯的磁化平台和热力学性质研究

利用传递矩阵方法严格求解了混自旋S=1和S=3/2组成的伊辛自旋梯,考察了系统的磁化过程及外磁场下各向异性对系统热力学性质的影响.发现系统最近邻为铁磁性交换作用,链间次近邻为反铁磁性作用时,系统的磁化强度在m=1/4和m=3/4处出现磁化平台现象,与量子模型中的磁化平台可能出现的位置一致.系统的磁比热和磁化率曲线中出现了新颖的双峰现象.

一维钻石链反铁磁Ising模型磁化的模拟

采用Monte Carlo模拟方法对自旋为1/2的一维钻石链反铁磁Ising系统的磁化行为进行研究.在这个系统中,反铁磁的交换作用和三角结构导致存在自旋阻挫.重点研究不同的反铁磁自旋交换作用对系统磁行为和自旋构型的影响.模拟磁化曲线中M=MS/3磁化平台,得到平台宽度随不同的自旋交换相互作用强弱的变化关系,以及出现磁化平台时格点的自旋构型;给出亚稳态存在的条件及亚稳态时的微观构型.研究磁滞回线随温度的变化关系.结果表明,随着温度的升高,磁滞回线逐渐减小,最终消失.

铁磁—反铁磁—反铁磁三聚自旋链的磁化特性

采用Jordan-Wigner变换,讨论自旋-1/2铁磁—反铁磁—反铁磁三聚海森堡链系统在外磁场作用下的磁化过程,数值计算了零温下系统的磁化强度随反铁磁相互作用和外磁场的变化关系,结果发现有1/3磁化平台出现,且遵循OYA理论。此外,分析了系统的能隙及磁化平台产生的原因。

几何阻挫对自旋三角形格点的磁化与自旋关联的影响

利用反铁磁三角形伊辛模型,引入热力学配分函数,研究了几何阻挫对自旋三角形格点的磁化与自旋关联的影响。研究表明:由于外加磁场和格点间交换强度之间的竞争,磁场在磁化三角形格点时产生磁化台阶,且此台阶的长度与交换强度大小有关;同时,几何阻挫能减弱格点间的自旋关联强度,使三角形格点在强交换强度的影响下仍然呈现铁磁与反铁磁的混合态。这与一维线性格点有较大不同。

反铁磁系统(S=5/2)中外磁场诱导的相变

讨论了在外磁场下自旋为 S=5 /2的反铁磁三角晶格的静态磁化率与温度的关系 ,当不存在磁场时 ,磁化率曲线在温度 TN1 处出现一个峰 ;加上外磁场时磁化率曲线又在 TN2 处出现一谷 ,在TN2 处的相变是由外磁场诱导的 .磁化率与外磁场的变化曲线存在一不连续区 ,对应实验上磁化率的 1 /3 (S=1 /2 )或 1 /2 (S=1 )平台 .

五边形格点的几何阻挫和热力学性质

利用伊辛模型和热力学配分函数研究了由正三角形和正四边形构成的五边形的阻挫现象、自旋关联和磁化微观过程。研究表明:五边形格点中存在阻挫现象;交换强度与磁场的竞争会导致磁矩出现磁化台阶;磁化过程中的微观态会随着交换强度或磁场强度变化出现振荡。