纳米管中Blume-Capel模型磁化强度和相变的研究

摘要

近年来，磁性纳米管的物理性质和相关应用得到人们的广泛关注。论文运用有效场理论研究了双模随机晶场对纳米管上Blume-Capel模型的磁化强度和相变性质的影响，主要内容如下：
　　研究了双模随机晶场对纳米管上Blume-Capel模型磁化强度的影响。不同的原子掺杂会使作用在自旋上的晶场不同，双模随机Blume-Capel模型中不同的晶场强度比值?能够定性抓住其中的物理本质。通过数值计算给出了?取不同值时系统磁化强度与温度和随机晶场参量的关系。结果表明，负晶场能削弱系统的磁化强度。磁化强度随温度的变化曲线显示，当负晶场较强且随机晶场概率取某一定值时系统发生一级相变。随机晶场概率取某一定值且负晶场在特定范围内变化时，系统出现两个磁转变温度：铁磁相变温度和顺磁相变温度。当较强负晶场作用系统时，基态下系统的平均磁化强度MT?1。一定温度下磁化强度随晶场参数的变化曲线显示晶场强度比值取不同值时，系统表现出不同的磁化现象，即晶场强度比值影响系统的磁化强度。纳米管外壳层格点自旋磁化强度m1，m2和内壳层格点自旋磁化强度mc随温度的变化曲线表明，交换相互作用越强系统的磁化强度越大。基态下，当随机晶场概率取某一定值且负晶场较弱时，磁化强度12c1m?m?m?；而负晶场较强时，磁化强度12c1m?m?m?。
　　研究了双模随机晶场对纳米管上Blume-Capel模型相变行为的影响。讨论了随机晶场参数取不同值时系统的相变温度随晶场强度比值的变化情况。结果表明：当晶场参数取负值时，系统的相变温度随晶场强度比值的增加而逐渐降低；晶场强度比值取一定值时，随机晶场概率越小相变温度越高。然而晶场参数取正值时，系统的相变温度随晶场强度比值的增加而逐渐升高；晶场强度比值取一定值时，随机晶场概率越大相变温度越高。讨论了晶场强度比值取不同值时系统的相变温度随晶场参数的变化情况。结果显示：随机晶场概率在特定范围内取值时，系统存在三临界点并出现重入现象；当随机晶场概率的取值范围改变时，系统只发生二级相变；低温下当随机晶场概率比较小时，即使负晶场趋于无穷大，系统的相变温度始终为非零的有限值。因此，晶场强度比值，随机晶场概率和晶场强度等诸多因素相互竞争共同影响系统的磁化强度和相变行为。

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第1章 前言

1.1研究背景

1.2 有效场理论

1.2.1 恒定晶场作用的系统

1.2.2 随机晶场作用的系统

1.3 本文的主要工作

第2章 纳米管中Blume-Capel模型的磁化强度

2.1 纳米管系统中磁化强度的自洽方程

2.1.1 纳米管晶格

2.1.2 磁化强度的自洽方程

2.2结果分析与讨论

2.2.1 晶场强度比值不同时的情况

2.2.2温度相同时的情况

2.2.3格点位置不同时的情况

2.3本章小结

第3章 纳米管中Blume-Capel模型的相变行为

3.1相变温度随晶场强度比值的变化

3.2相变温度随晶场参数的变化

3.3本章小结

总结与展望

附录A

参考文献

在校期间完成的论文

致谢