随机横向单轴与双轴晶场Blume-Emery-Griffiths模型的相变性质

摘要

本文在有效场理论和切断近似框架内，研究自旋S=1的随机横向单轴与双轴晶场Blume-Emery-Griffiths(BEG)模型的相变性质，展示了一些新的相变现象。
　　 首先，研究体系处于随机横向单轴晶场BEG模型在T-Dx和T-α空间的相图。在弱排斥势作用下，横向晶场参数l＜0时，三临界点从横向晶场正方向渡越到负方向。变为吸引势作用时，三临界点消失，有序相范围扩大。在强排斥势作用下，当随机横向晶场具有大小不同，方向相同或相反的两部分晶场时，交错磁一顺磁相界线趋于Dx/J→+∞或收敛于某些特定的Dx/J值。当l=±0.5时，在Dx/J=0处有一固定的横向晶场简并态，对于l=-0.5，在Dx/J＞0处还另有一非固定的横向晶场简并态。
　　 其次，研究双轴晶场BEG模型作用的情况。仅讨论横向稀疏晶场时，T-Dx、T-Dz及T-α空间中的相图。在T-Dz空间中，当体系处于弱排斥势作用时，Dx/J从+3.0变化到-7.0时，重入现象先增强后变弱；横向晶场稀疏使重入现象和三临界点展现出丰富多彩的变化；当α＞0时，两条二级相变线之间存在由两个三临界点隔开的一条级相变线，定义为A-型双三临界点。在T-Dx空间中，当弱排斥势作用时，理想模型存在一个基态简并态，稀疏的引入产生退简并现象；而当吸引势作用时，在理想情况下，有两个基态简并态。稀疏的引入不会产生退简并现象，但简并程度明显降低；相变线上出现B-型双三临界点；当Dz/J=-4.5，相变线上出现由A-型和B-型构建的新颖的三个三临界点。当体系处于强排斥势作用时，在T-α空间中，出现相分离与三临界点共存想象，稀疏的引入削弱这一现象。横向晶场取负时，随着负纵向晶场的增大，铁磁相和顺磁相的范围缩小，双临界点向右平移且降低。在T-Dx空间中，当Dz/J=0时，交错磁一顺磁相界线延伸至Dx/J→∞。排斥势变强时，铁磁相相范围缩小，而交错磁相范围增大。在T-Dz空间中，在纯态情况下，随着横向场由正向负减小，交错磁相范围先缩小后扩大，双临界点先降低后上升。而在较大的负横向晶场处稀疏会导致不寻常的临界现象。