29321.混自旋2和自旋52蜂窩模型分子基磁體一階相變的蒙特卡洛研究(1)

1、AthesisdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofmasterMonteCarlostudiesofthefirstorderphasetransitionsonamixedspin2andspin5／2honeycombsystemSupervisor：QiZhang，YupingHuoTheoreticalPhysicsSchoolofPhysicsandE

2、ngineeringApril2014中文摘要中文摘要分子基磁體因為其可以控制磁性而具有的優(yōu)良性質(zhì)引起了科學家的長期關注和廣泛研究。因為具有密度低，絕緣性好，低溫時摩擦系數(shù)低的性質(zhì)，分子基磁體在材料制造行業(yè)中占有很重要的地位。例如，分子基磁體具有一個或者多個補償溫度，這點對電子制造業(yè)，計算機技術和磁存儲都有重要的作用；同時，一系列新奇的性質(zhì)例如表面增強磁矩、表面磁場各向異性、巨磁阻效應等都在分子基磁體中被發(fā)現(xiàn)。特別是AM“Fe川(C20

3、4)3(A=N(nC3H7)4，M=Mn，F(xiàn)e)，作為一種新興的分子基磁體，自從被發(fā)現(xiàn)以來就獲得了持續(xù)的關注。目前，對分子基磁體的研究雖然廣泛，可是大多數(shù)都集中在用伊辛模型研究磁性的二階相變，對于其一階相變的系統(tǒng)研究仍然很少。雖然在一些分子基磁體的研究中發(fā)現(xiàn)過一階相變，可是至今為止，仍然沒有關于它們?nèi)嫦到y(tǒng)的研究。事實上，因為有序參量的不連續(xù)變化，熱學和磁學性質(zhì)的躍變，以及相變潛熱的存在，一階相變的研究有很多潛在的應用價值和很大的意義。

4、同時，在以前的研究中，關于伊辛模型一階相變的研究主要采用的是平均場和相關有效場理論。而在平均場和相關有效場理論的計算過程中存在較大的近似，結果的可靠性有待驗證。雖然在補償溫度和二階相變溫度的計算中，平均場和相關有效場理論可以大致預測伊辛模型中磁性的變化，但是我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對于一階相變，這兩種方法有時候會得到錯誤的結果。例如，在單層混自旋2和自旋一1／2模型中，蒙特卡洛模擬不會發(fā)現(xiàn)有一階相變的出現(xiàn)，可是通過相關有效場理論模擬則會出現(xiàn)非常大

5、范圍的一階相交區(qū)域。另外，在零溫時總磁矩為零的順磁區(qū)域，因溫度升高會導致磁矩排列更加無序，而總磁矩因相互抵消一直為零，但是相關有效場和平均場模擬也會導致一階相交的出現(xiàn)。這就使采用蒙特卡洛模擬研究分子基磁體的一階相變非常迫切。這篇文章中，我們采用蒙特卡洛模擬對混自旋2和5／2的蜂窩狀晶格一對應于分子基磁體AMFeⅢ(C204)3(A=N(nC3H7)4，M=Mn，F(xiàn)e)一的一階相變進行了系統(tǒng)的研究。同時，我們也采用平均場理論進行初步計算并