磁场下键稀疏和晶场稀疏作用的自旋3/2 Blume-Capel模型的相变和磁学特性

摘要

本文基于简立方晶格，在有效场理论和切断近似的框架内，研究了不同外场下键稀疏和晶场稀疏作用的自旋3/2BCM的相变性质和磁学特性，展示了一些新的现象。
　　首先，研究了单向外场下键稀疏和晶场稀疏作用的自旋3/2BCM的磁学特性。在m-T空间，低温下的磁化强度受键稀疏或晶场稀疏的影响。纯键态时，低温磁化强度存在m=1.5和m=0.5两个强简并值。磁化曲线在特定负晶场区域呈现起伏现象。键稀疏会破坏饱和磁化简并却加强磁化强度为0.5的简并度。晶场稀疏则加强饱和磁化简并而削弱磁化强度为1.0的简并度。两种稀疏的共同影响几乎完全破坏系统的简并，并抑制磁化曲线的起伏现象。在m-h空间，键稀疏导致了起始磁化曲线的不规则行为，磁化曲线的陡然上升显示畴壁位移磁化过程，晶场稀疏能够加快磁畴位移从而缩短了起始磁化范围，而不会影响最终达到饱和磁化时的外场值大小。在c-h空间，键稀疏的情况下磁化率呈现尖锐的峰值，在下降过程中出现一个凸起和平台。而两种稀疏共同的作用使得初始磁化率显著增加并且峰的高度明显降低，凸起和平台转化为多个小峰，使得磁化率曲线呈现平缓的多峰现象。从而展现了两种不同稀疏对磁化过程的影响。
　　其次，研究了双模外场中键稀疏作用的自旋3/2BC模型的相变性质和磁学特性。着重讨论双模外场、键稀疏、负晶场对三临界点行为及磁学特性的影响。在T-D空间，单三临界点和双三临界点受到键稀疏、双模外场的影响。相变线出现A-型双三临界点和B-型双三临界点，在特定外场值下相变线呈类蘑菇形状。在T-h空间，只有单三临界点，纯键态下完全的二级相变线出现在特定负晶场范围，稀疏情况下一级相变线和二级相变线呈现丰富的变化。特别是对应某个负晶场值存在两个有序相区间，而键稀疏会抑制这一现象。在m-T空间，纯键态时低温下的磁化强度存在两个强简并态m=1.5和m=0.5，负晶场的增加导致自旋取向由Siz=±3/2态向Siz=±1/2态转变。键稀疏会破坏系统在低温下的高自旋态的简并度而加强低自旋态的简并度；合适的负晶场引起磁化曲线的起伏现象。在m-h空间中纯键态时初始磁化曲线在m=1.5和m=0.5处简并，磁化曲线呈现新奇的磁重入现象，键稀疏的增加会抑制这一现象，并且简并消失，磁化过程呈现正常状态。特定的键稀疏和负晶场值下存在两个磁化区间。

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第一章 引 言

§1.1 Ising模型

§1.2 Blume-Caple模型

§1.3 spin-3/2 Blume-Caple模型

§1.4 本文的主要工作

第二章 外场下键稀疏和晶场稀疏作用的自旋3/2

§2.1 理论推导

§2.2 数值结果与讨论

§2.3 本章小结

第三章 二模外场下键稀疏作用的自旋3/2 Blume-Capel模型的相变性质和磁学特性

§3.1 理论推导

§3.2 对相图的数值结果与讨论

§3.3 对磁学特性的数值结果与讨论

§3.4 本章小结

结束语

参考文献

攻读硕士学位期间完成的论文

致谢