有限温度下磁结构的蒙特卡洛模拟

有限温度下磁结构的蒙特卡洛模拟

论文摘要

磁性材料在当代科技发展中起着举足轻重的作用,人们为了探索磁性材料在有限温度下的各种特征性质,提出了多种理论和方法。数值方法中的蒙特卡洛方法因为其自身的优点,在这一领域得到广泛有效的应用。本文正是采用蒙特卡洛方法中的Metropolis算法进行三维Ising模型、三维Heisenberg模型和磁性材料CrO2的模拟计算,主要内容如下:第一章,介绍磁性科学的发展历程和磁性系统中常见的自旋相互作用。第二章,说明相变的相关知识和两种常用的边界条件。第三章,介绍蒙特卡洛方法的基本原理和发展过程,详细说明统计物理中蒙特卡洛方法的应用,介绍Metropolis算法。第四章,介绍Ising模型的历史背景,详细讲述如何运用蒙特卡洛方法中的Metropolis算法进行三维Ising和Heisenberg模型的模拟。对比两个过程,着重说明Heisenberg模型模拟中需要注意的地方,最后分别给出两个模型的居里温度比较精确的结果。第五章,简单介绍磁性材料CrO2的结构和性质,讲述两种构造体心立方结构的方法,将两种方法得到的结果与软件vampire得到的结果进行对比,最后通过计算局部的平均磁化率得到比较精确的居里温度。第六章,对本文的主要工作进行简单总结,并且对未来工作能做出的改进进行一定的展望。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 本文的主要工作和目的
  • 2 理论背景
  •   2.1 相变理论
  •   2.2 边界条件
  • 3 蒙特卡洛方法介绍
  •   3.1 历史和基本原理简介
  •   3.2 统计物理中的蒙特卡洛方法
  •     3.2.1 蒙特卡罗方法的引入
  •     3.2.2 蒙特卡洛方法中的重要性抽样
  •     3.2.3 Metropolis算法介绍
  • 4 三维Ising和 Heisenberg模型的模拟
  •   4.1 三维Ising模型的蒙特卡洛模拟
  •     4.1.1 Ising模型的历史介绍
  •     4.1.2 三维Ising模型的模拟过程
  •     4.1.3 三维Ising模型的模拟结果
  •   4.2 三维Heisenberg模型的蒙特卡洛模拟
  •     4.2.1 三维Heisenberg模型的模拟过程
  •     4.2.2 三维Heisenberg模型的模拟结果
  •   4.3 本章小结
  • 2的蒙特卡洛模拟'>5 铁磁材料CrO2的蒙特卡洛模拟
  • 2简介'>  5.1 铁磁材料CrO2简介
  • 2的蒙特卡洛模拟'>  5.2 CrO2的蒙特卡洛模拟
  •   5.3 本章小结
  • 6 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 万亿

    导师: 吕京涛,张佳

    关键词: 蒙特卡洛方法,算法,模型,居里温度

    来源: 华中科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,物理学

    单位: 华中科技大学

    分类号: O242.2;O441.2

    DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.000706

    总页数: 49

    文件大小: 2174K

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