Влияние магнитного поля на фазовые переходы антиферромагнитной модели Поттса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На основе репличного обменного алгоритма метода Монте-Карло проведено исследование влияния внешнего магнитного поля на фазовые переходы и термодинамические свойства двумерной антиферромагнитной модели Поттса с числом состояний спина q=4 на гексагональной решетке. Исследования проведены в интервале значений внешнего магнитного поля 0.0 ≤ h ≤ 10.0. Магнитное поле измеряется в относительных единицах обменного взаимодействия ближайших соседей |J1|. Получены магнитные структуры основного состояния и проведен анализ характера фазовых переходов в рассмотренном интервале поля. Установлено, что в интервалах 0.0 ≤ h ≤ 3.0 и 6.0 ≤ h ≤ 6.5 наблюдается фазовый переход первого рода. Показано, что при значениях внешнего магнитного поля h = 3.5 и 5.5 система является фрустрированной, а в интервалах магнитного поля 4.0 ≤ h ≤ 5.0 и 7.0 ≤ h ≤ 8.5 система находится вблизи режима фрустраций. Обнаружено, что сильные магнитные поля (h ≥ 9.0) подавляют фазовый переход в системе.

Об авторах

М. К. Рамазанов

Институт физики ДФИЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sheikh77@mail.ru
Россия, ул. М. Ярагского, 94, Махачкала, 367003

А. К. Муртазаев

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: sheikh77@mail.ru
Россия, ул. М. Ярагского, 94, Махачкала, 367003

М. А. Магомедов

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: sheikh77@mail.ru
Россия, ул. М. Ярагского, 94, Махачкала, 367003

М. К. Мазагаева

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: sheikh77@mail.ru
Россия, ул. М. Ярагского, 94, Махачкала, 367003

Список литературы

  1. Haseda T., Wada N., Hata M., Amaya K. Spin ordering in a triangular X-Y antiferromagnet: CsFeCl3 and RbFeCl3 // Physica B+C. 1981. V. 108. P. 841–842.
  2. Wada N., Ubukoshi K., Hirakawa K. Incommensurate magnetic phase transitions in the triangular XY-like antiferromagnet RbFeCl3 // J. Phys. Soc. Jpn. 1981. V. 51. P. 2833–2839.
  3. Shiba H. Quantization of magnetic excitation continuum due to interchain coupling in nearly one-dimensional Ising-like antiferromagnets // Prog. Theor. Phys. 1980. V. 64. P. 466–478.
  4. Kuburagi M., Tonegawa T., Kanamori J. Magnetic phase diagram for the triangular Ising lattice with antiferromagnetic nearest-neighbor and ferromagnetic next-nearest-neighbor interactions // J. Phys. Soc. Jpn. 1982. V. 51. P. 3857–3867.
  5. Itakura M. Monte Carlo Renormalization group study of the Heisenberg and the XY antiferromagnet on the stacked triangular lattice and the chiral φ4 model // J. Phys. Soc. Jpn. 2003. V. 72. P. 74–82.
  6. Муртазаев А.К., Рамазанов М.К. Фазовые переходы в фрустрированных моделях Изинга // ФТТ. 2023. Т. 65. С. 1455–1475.
  7. Dotsenko V.S. Critical phenomena and quenched disorder // Phys. Usp. 1995. V. 38. P. 457–496.
  8. Korshunov S.E. Phase transitions in two-dimensional systems with continuous degeneracy // Phys. Usp. 2006. V. 49. P. 225–262.
  9. Diep H.T. Frustrated Spin Systems. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2004. 624 р.
  10. Malakis A., Kalozoumis P., Tyraskis N. Monte Carlo studies of the square Ising model with next-nearest-neighbor interactions // Eur. Phys. J. B. 2006. V. 50. Р. 63–67.
  11. Сосин С.С., Прозорова Л.А., Смирнов А.И. Новые магнитные состояния в кристаллах // УФН. 2005. Т. 175. С. 92–99.
  12. Murayama K., Ozeki Yu. Dynamical scaling analysis of symmetry breaking for the antiferromagnetic triangular Heisenberg model in a uniform magnetic field // Phys. Rev. B. 2020. V. 101. P. 184427-1–184427-11.
  13. Гехт Р.С. Магнитные состояния и фазовые переходы во фрустрированных антиферромагнетиках с треугольной решеткой // УФН. 1989. Т. 159. С. 261–296.
  14. Johnson M.T., Bloemen P.J.H., Broeder F.J.A., den de Vries J.J. Magnetic anisotropy in metallic multilayers // Rep. Prog. Phys. 1996. V. 59. P. 1409–1458.
  15. Poulopoulos P., Baberschke K. Magnetism in thin films // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 9495–9515.
  16. De Jonge W.J.M., Bloemen P.G.H., den Broeder F.J.A. Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. V. 1. 350 р.
  17. Wu F.Y. The Potts model // Rev. Mod. Phys. 1982. V. 54. P. 235–268.
  18. Wu F.Y. Potts model of magnetism // J. Appl. Phys. 1984. V. 55. P. 2421–2425.
  19. Schwenger L., Budde K., Voges C., Pfnur H. Effect of random quenched impurities on the critical behavior of a four-state Potts system in two dimensions: An experimental study // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 73. P. 296–299.
  20. Budde K., Schwenger L., Voges C., Pfnur H. Effect of oxygen impurities on the critical properties of the (2 × 2)-2HiNi(111) order-disorder phase transition // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. P. 9275–9282.
  21. Муртазаев А.К., Рамазанов М.К., Мазагаева М.К., Магомедов М.А. Фазовая диаграмма антиферромагнитной модели Поттса с числом состояний спина q = 4 на гексагональной решетке // ФММ. 2021. Т. 122. Вып. 5. С. 460–465.
  22. Муртазаев А.К., Рамазанов М.К., Мазагаева М.К., Магомедов М.А. Фазовые переходы и термодинамические свойства модели Поттса с числом состояний спина q=4 на гексагональной решетке // ЖЭТФ. 2019. Т. 156. Вып. 3. С. 502–506.
  23. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Мазагаева М.К. Исследование фазовых переходов и термодинамических свойств модели Поттса с q=4 на гексагональной решетке с взаимодействиями вторых ближайших соседей // ФТТ. 2020. Т. 62. Вып. 3. С. 442–446.
  24. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Мазагаева М.К. Фазовые переходы и магнитные свойства модели Поттса с числом состояний спина q = 4 на гексагональной решетке в слабых магнитных полях // Письма в ЖЭТФ. 2021. Т. 114. Вып. 11–12. С. 762–767.
  25. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Мазагаева М.К., Джамалудинов М.Р. Исследование влияния слабых магнитных полей на термодинамические свойства модели Поттса с числом состояний спина q = 4 на гексагональной решетке // ФТТ. 2022. Т. 64. С. 237–240.
  26. Фадеева М.А., Щур Л.Н. Моделирование четырехкомпонентной модели Поттса на гексагональной решетке методом Ванга-Ландау с контролируемой точностью // ЖЭТФ. 2022. Т. 162. С. 909–916.
  27. Муртазаев А.К., Мазагаева М.К., Рамазанов М.К., Магомедов М.А., Муртазаева А.А. Фазовая диаграмма модели Поттса с числом состояний спина q = 4 на гексагональной решетке // ФТТ. 2021. Т. 63. Вып. 5. С. 622–627.
  28. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Мазагаева М.К. Фазовые переходы фрустрированной четырехвершинной модели Поттса на гексагональной решетке в магнитном поле // ФММ. 2023. Т. 124. Вып. 5. С. 339–346.
  29. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К. Фазовые переходы и критические свойства в антиферромагнитной модели Гейзенберга на слоистой кубической решетке // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 106. Вып. 2. С. 72–77.
  30. Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Рамазанов М.К. Фазовая диаграмма и структура основного состояния антиферромагнитной модели Изинга на объемно-центрированной кубической решетке // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 107. Вып. 4. С. 265–269.
  31. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К., Магомедов М.А., Мазагаева М.К., Муртазаева А.А. Исследование влияния сильных магнитных полей на фазовые переходы фрустрированной модели Поттса с числом состояний спина q = 4 // ФММ. 2022. Т. 123. Вып. 3. С. 313–319.
  32. Mitsutake A., Sugita Y., Okamoto Y. Generalized-ensemble algorithms for molecular simulations of biopolymers // Biopolymers (Peptide Science). 2001. V. 60. P. 96–123.
  33. Peczak P., Ferrenberg A.M., and Landau D.P. High-accuracy Monte Carlo study of the three-dimensional classical Heisenberg ferromagnet // Phys. Rev. B. 1991. V. 43. P. 6087–6093.
  34. Proshkin A.I., Kassan-Ogly F.A. Frustration and Phase Transitions in Ising Model on Decorated Square Lattice // Phys. Met. Metal. 2019. V. 120. P. 1366–1372.
  35. Kassan-Ogly F.A., Proshkin A.I. Ising Model on Planar Decorated Lattices. Frustrations and Their Influence on Phase Transitions // Physics of Metals and Metallography. 2019. V. 120. P. 1359–1365.
  36. Kassan-Ogly F.A., Proshkin A.I. Frustrations and Ordering in Magnetic Systems of Various Dimensions // Phys. Solid State. 2018. V. 60. P. 1090–1097.
  37. Wang F., Landau D.P. Determining the density of states for classical statistical models: a random walk algorithm to produce a flat histogram // Phys. Rev. E. 2001. V. 64. P. 056101(16).
  38. Wang F., Landau D.P. Efficient, Multiple-Range Random Walk Algorithm to Calculate the Density of States // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 86. P. 2050–2053.
  39. Рамазанов М.К., Муртазаев А.К. Фазовая диаграмма антиферромагнитной модели Гейзенберга на кубической решетке // Письма в ЖЭТФ. 2019. Т. 109. Вып. 9. С. 610–614.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).