具有Fe-,4-N結(jié)構(gòu)的混自旋Ising模型的理論研究.pdf

1、飛速發(fā)展的高新技術(shù)促使新的和高性能的磁性材料不斷出現(xiàn)。其中Fe<,4>N由于其較大的飽和磁化強度，更低的矯頑力和較強的化學(xué)穩(wěn)定性，被認為是制作高密度磁記錄磁頭的理想材料，因而受到諸多關(guān)注。 Ising模型是近代統(tǒng)計物理學(xué)中研究相變問題的具有代表性的簡單模型，利用Ising模型深入研究材料的磁性行為，無論從基礎(chǔ)磁性物理還是從材料科學(xué)的觀點，都具有重要的學(xué)術(shù)價值。 目前針對具有Fe<,4>N結(jié)構(gòu)的混自旋Ising模型晶場作用

2、下相變規(guī)律的研究還是空白，本文采用平均場理論對晶場作用下具有Fe<,4>N結(jié)構(gòu)的混自旋Ising模型的相變問題進行了較系統(tǒng)的理論研究，通過對在不同晶場和不同相互作用的磁化曲線的具體分析，得到了各種情況下相圖，弄清了晶場和相互作用對系統(tǒng)一級及二級相變的影響，主要內(nèi)容如下： 一、晶場值對系統(tǒng)一級相變、重入現(xiàn)象及二級相變的影響： 只有當(dāng)晶場值接近基態(tài)相圖中各態(tài)的臨界值時，系統(tǒng)才會發(fā)生一級相變和重入現(xiàn)象；否則系統(tǒng)中只存在二級相變

3、。晶場作用的增強會阻礙系統(tǒng)發(fā)生一級相變和重入現(xiàn)象，而有利于系統(tǒng)發(fā)生二級相變。 二、相互作用對系統(tǒng)一級相變、重入現(xiàn)象及二級相變的影響： 1、忽略Fe(Ⅱ)原子之間的相互作用時(即J<,2>|J<,1>|=0)，晶場作用下的具有Fe<,4>N結(jié)構(gòu)的混自旋Ising模型的相變規(guī)律： 此時系統(tǒng)表現(xiàn)出來的相變規(guī)律十分豐富，既有一級有序一無序相變、一級有序-有序相變、重入現(xiàn)象和二級相變，二級相變是普遍存在的。對應(yīng)基態(tài)相圖中斜

4、線的兩端的區(qū)域系統(tǒng)發(fā)生一級有序一無序相變和重入現(xiàn)象，而在斜線的右上方狹窄區(qū)域內(nèi)主要發(fā)生一級有序一無序相變。一級有序一有序相變發(fā)生在更狹窄的晶場區(qū)域中，并且一級有序一有序相變存在的晶場區(qū)域是獨立的，與二級相變所對應(yīng)的晶場區(qū)域不相鄰。 2、在Fe(Ⅰ)和Fe(∏)之間相互作用較強(即J<,2>/|J<,1>|<1)、Fe(∏)原子之間的相互作用較強(即J<,2>/|J<,1>|>1)、Fe(Ⅰ)和Fe(∏)之間相互作用相同(即J<,

5、2>/|J<,1>|=1)這三種情況下具有Fe<,4>N結(jié)構(gòu)的混自旋Ising模型在有限溫度下所表現(xiàn)出的相變規(guī)律： 隨著Fe(∏)原子之間的相互作用的逐漸增強，對應(yīng)基態(tài)相圖斜線右端發(fā)生重入現(xiàn)象的區(qū)域轉(zhuǎn)變成重入現(xiàn)象和一級有序一無序相變共存的區(qū)域，最后轉(zhuǎn)變成在此區(qū)域中只發(fā)生一級有序一無序相變；對應(yīng)基態(tài)相圖斜線左端區(qū)域，系統(tǒng)則始終發(fā)生重入現(xiàn)象。Fe(∏)原子之間的相互作用增強還會擴大系統(tǒng)發(fā)生一級相變和重入現(xiàn)象的晶場范圍和溫度范圍。