Ising纳米线和纳米管磁性质研究

论文摘要

近年来,纳米线和纳米管由于独特的物理性能,使其在磁记录等方面具有潜在的应用,因此对纳米线和纳米管磁性质的研究具有重要的学术价值和应用价值。Ising模型是一个最简单的物理统计模型,能够提供丰富的物理内容,不仅可以描述相互作用的粒子从有序到无序的转变,还可以解释多体系统中相互作用粒子的临界点和临界行为。因此,利用Ising模型研究材料的磁性质,无论是从理论上还是从实验上,都具有深远的意义。本文在Ising模型基础上,利用相关有效场理论,详细研究了纵向磁场、横向磁场、表面交换相互作用和层间交换相互作用等物理参量对纵向磁场和横向磁场共同作用下圆柱形Ising纳米线和纳米管的铁磁和亚铁磁系统磁矩和磁化率的影响。研究结果表明:铁磁和亚铁磁系统的磁矩曲线存在着很大的不同。系统的相变线可近似为一条特性曲线。并且还发现纵向磁场、横向磁场、表面交换相互作用以及层间交换相互作用对系统的纵向磁矩、横向磁矩、磁化率和相变温度均有影响,当上述物理参量发生变化时,表面壳和核心对总磁矩的影响有所不同。对于圆柱形Ising纳米线和纳米管的铁磁系统,在特定的物理参量下,纵向总磁矩随温度的升高而逐渐减小到一个恒定的磁矩值。纵向磁场越大,纵向总磁矩变化越慢。纵向磁场、表面交换相互作用、层间交换相互作用越大,横向磁场越小,系统的横向总磁矩越弱。系统的相变温度随纵向磁场的变化曲线可近似为一条直线。相变温度随纵向磁场、表面交换相互作用、层间交换相互作用的增加而升高,随横向磁场的增大而降低。对于圆柱形Ising纳米线和纳米管的亚铁磁系统,在特定的物理参量下,纵向总磁矩曲线除具有铁磁系统下的表现形式外,还存在另一种形式,即纵向总磁矩曲线随温度的升高而下降到一个小常量的过程中出现了小幅度的凸起现象。当纵向磁场、表面交换相互作用、层间交换相互作用越大,横向磁场越小时,系统的纵向总磁矩变化得越慢。系统的横向总磁矩随横向磁场的增加而增强,但对纵向磁场、表面交换相互作用、层间交换相互作用的依赖性很弱。系统的相变曲线可近似为一条特性曲线。相变温度随纵向磁场、表面交换相互作用、层间交换相互作用的增大而升高,随横向磁场的增大而降低。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 巩莹莹

导师: 梁雅秋

关键词: 模型,相关有效场理论,磁矩,磁化率,相图

来源: 辽宁大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 辽宁大学

分类号: O482.5

总页数: 96

文件大小: 2053K

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