Исследование критического поведения антиферромагнитных тонких пленок методом компьютерного моделирования

Получена: 09 июля 2018; Исправлена: 20 августа 2018; Принята: 09 октября 2018
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: С.В. Белим, Е.В. Трушникова. Исследование критического поведения антиферромагнитных тонких пленок методом компьютерного моделирования. Письма о материалах. 2018. Т.8. №4. С.440-442
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-4-440-442

Аннотация

Зависимость температуры Нееля TN объемного фазового перехода от отношения обменных интегралов RS при RSB=RS для пленок различной толщины D.В статье проведено исследование поверхностных фазовых переходов в тонких пленках, описываемых антиферромагнитной моделью Изинга, методом компьютерного моделирования. Используется алгоритм Метрополиса. Моделирование проведено при различных значениях отношения обменных интегралов на поверхности и в объеме системы RS. Также учтено отличие обменного интеграла взаимодействия между поверхностными спинами и первым подповерхностным слоем RSB от объемного значения. Рассмотрены предельные случаи значения RSB. Используется два параметра порядка. Первый параметр порядка определяет антиферромагнитный порядок в основном объеме системы. Он вычисляться, как шахматная намагниченность спинов расположенных не на поверхности. Его значение равно разности магнитных моментов двух подрешеток. Для исследования поверхностного фазового перехода вводится второй параметр порядка. Он вычисляется как шахматная намагниченность спинов, расположенных на свободной поверхности. Для поиска температуры фазового перехода использованы объемный и поверхностный куммулянты Биндера. Проведен компьютерный эксперимент для различных значений толщины пленки от 4 до 12 слоев. Отношение обменных интегралов изменялось от 0.5 до 2.0. Показано, что температуры объемного и поверхностного фазовых переходов совпадают при всех отношениях обменных интегралов. Температура фазового перехода растет при увеличении отношения обменных интегралов RS. Скорость роста температуры перехода зависит от толщины пленки и величины RSB. Отличие обменного интеграла взаимодействия между поверхностным слоем и первым подповерхностным слоем приводит к более быстрому росту температуры фазового перехода. Для всех значений обменных интегралов существует точка пересечения кривых роста температуры при любой толщине пленки.

Ссылки (20)

1. M. I. Kaganov. JETP. 35(3), 631 (1972).
2. K. Binder. Phase transition and critical phenomena (Eds. Domb C. And Lebowitz J. L.). NY Academ. Press. (1983) V. 3. P. 325 - 331.
3. H. W. Diehl. J. Mod. Phys. B. 11, 3503 (1997).
4. H. W. Diehl, M. Shpot. Nucl.Phys. B. 528, 595 (1998).
5. S. V. Belim. JETP. 103(4), 611 (2006).
6. S. V. Belim. JETP. 106(4), 773 (2008).
7. C. Rau, M. Robert. Phys. Rev. Lett. 58, 2714 (1987).
8. A. S. Kamzin, L. A. Grigor’ev. JETP Letters. 57(9), 552 (1993).
9. C.-Yu. Lin, J.-L. Li, Y.-H. Hsieh, K.-L. Ou, B. A. Jones. Phys. Rev. X. 2, 021012 (2012).
10. P. Ruiz-Diaz, T. R. Dasa, V. S. Stepanyuk. Phys. Rev. Lett. 110, 267203 (2013).
11. P. Ruiz-Diaz, V. S. Stepanyuk. J. Phys. D. Appl.Phys. 47, 105006 (2014).
12. O. O. Brovko, P. Ruiz-Dнaz, T. R. Dasa, V. S. Stepanyuk. J. Phys. Condens. Matter. 26, 093001 (2014).
13. I. Bernal-Villamil, S. Gallego Phys. Rev. B. 94, 075431 (2016).
14. D. P. Landau, K. Binder. Phys. Rev. B. 17, 2328 (1978).
15. C. Ruge, F. Wagner. Phys. Rev. B. 52, 4209 (1995).
16. M. Vendruscolo, M. Rovere, A. Fasolino. Europhys. Lett. 20, 547 (1992).
17. S. V. Belim, T. A. Koval’. Phys. Metals Metallogr. 115(9), 843 (2014).
18. S. V. Belim, T. A. Koval’. J. of Surface Investigation. 9(6), 1130 (2015).
19. S. V. Belim, E. V. Trushnikova. Journal of Physics: Conf. Series. 944, 012011 (2017).
20. M. Hamedoun, K. Bouslykhane, H. Bakrim, A. Hourmatallah, N. Benzakour, R. Masrour. J. Magn. Magn. Mater. 301, 22 (2006).

Цитирования (6)

1.
S. Belim, I. Larionov. J. Phys.: Conf. Ser. 1546, 012111 (2020). Crossref
2.
S. Belim. Lett. Mater. 10(3), 272 (2020). Crossref
3.
S.V. Belim, I.B. Larionov. 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon).1 (2020). Crossref
4.
S. Belim, S. Belim. J. Phys.: Conf. Ser. 1697, 012098 (2020). Crossref
5.
S. Belim, I. Larionov. J. Phys.: Conf. Ser. 1791(1), 012037 (2021). Crossref
6.
S. V. Belim, I. B. Larionov. Moscow Univ. Phys. 74(6), 646 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему