Автореферат (1149447)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиМедведева Мария АлександровнаИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ ИРАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА КРИТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕСЛОЖНЫХ СПИНОВЫХ СИСТЕМ01.04.02 – теоретическая физикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукОмск – 2014Работа выполнена на кафедре теоретической физики«Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского».ФГБОУВПОНаучный руководитель:доктор физико-математических наук,профессор Прудников Павел Владимирович.Официальные оппоненты:Соколов Александр Иванович,доктор физико-математических наук, профессор,Санкт-Петербургский государственныйуниверситет, профессорЩур Лев Николаевич,доктор физико-математических наук, профессор,Институт теоретической физикиим.

Л.Д. Ландау РАН,ведущий научный сотрудникВедущая организация:Институт физики им. Х.И. АмирхановаДагНЦ РАН, г. Махачкала."2014 г. вчасов на заседании диссерЗащита состоится "тационного совета Д 212.232.24 при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, г. Санкт-Петербург, Средний пр., В.О., д. 41/43, ауд.304.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУСанкт-Петербургский государственный университет и на сайтеhttp://spbu.ru/science/disser/soiskatelyu-uchjonoj-stepeni/dis-list/details/14/59Автореферат разослан "Ученый секретарьдиссертационного советад.ф.-м.н., профессор"ВПО2014 г.Аксенова Елена ВалентиновнаОбщая характеристика работыАктуальность темыОсобенности поведения макроскопических систем в окрестности температурыфазового перехода второго рода определяются сильным взаимодействием долгоживущих флуктуаций параметра порядка.

Так, слабое возмущение в окрестностикритической точки может вызывать аномально сильный отклик и приводить к новым физическим эффектам. В этом плане наиболее интересные явления возникаютпри рассмотрении влияния различных неравновесных начальных условий на аномально медленную релаксацию системы в критической области.Реальные твердые тела содержат замороженные дефекты структуры, присутствие которых влияет на характеристики систем. В большинстве работ исследование ограничивается рассмотрением пространственно некоррелированных дефектов.

В то же время вопрос о влиянии на критическое поведение эффектов корреляции дефектов значительно менее исследован. В рамках этой же проблемы можнопоставить вопрос о влиянии на критическое поведение протяженных дефектов, таких как поверхности кристалла, дислокации или плоские дефекты структуры, возникающие, например, на границе зерен. Можно ожидать, что дальнодействующаякорреляция в пространственном распределении дефектов может модифицироватькритические свойства неупорядоченных систем.В силу этого к моделям систем с дальнодействующей корреляцией дефектовсуществует несомненный интерес как с общетеоретической точки зрения выявления новых типов критического поведения, так и с точки зрения реальной возможности проявления дальнодействующей корреляции дефектов в полимерах [1],при переходе в сверхтекучее состояние 4 He в пористой среде – аэрогеле [2] и внеупорядоченных твердых телах с дефектами фракталоподобного типа.В работе Вейнриба и Гальперина (Weinrib A., Halperin B.I., 1983) представленамодель изотропной неупорядоченной системы с дальнодействующей корреляцией дефектов.

Было показано, что дефекты, обладающие свойством дальней пространственной корреляции, изменяют критическое поведение не только систем соднокомпонентным параметром порядка, как в случае точечных дефектов, но и систем с многокомпонентным параметром порядка. В работе [3] было осуществленотеоретико-полевое описание трехмерных систем с дальнодействующей корреляцией дефектов и было подтверждено ее влияние на критическое поведение такихсистем. Однако ренормгрупповое описание не позволяет учесть влияние дефектовструктуры высокой концентрации. Компьютерное моделирование позволяет провести исследование неупорядоченных систем в широком диапазоне концентрацийдефектов структуры.3Понимание критических явлений в низкоразмерных структурах можетбыть достигнуто путем изучения тонких пленок.

Исследование тонких пленок имеет большое технологическое значение в связи с применением в магнитных устройствах хранения данных [4]. Процессы магнитного упорядочения в тонких ферромагнитных пленках очень сложны из-за сильного влияния формы и кристаллографической анизотропии подложки. За последние годы появилось большое количество экспериментальных работ, посвященных исследованиям магнитных свойствнизкоразмерных систем [5]. Тем не менее остались без ответа такие вещи, как типмагнитного упорядочения при низких температурах. В связи с этим компьютерное исследование модельных статистических систем имеет важное значение дляописания свойств ультратонких магнитных пленок.Цели работы– исследование влияния дальнодействующей корреляции дефектов структурына неравновесное поведение неупорядоченных систем при фазовом переходе второго рода посредством изучения трехмерной неупорядоченной модели Гейзенбергас линейными дефектами методом коротковременной динамики.– численное исследование неравновесного критического поведения характеристик слабо и сильно неупорядоченной модели Гейзенберга с линейными дефектами с учетом влияния различных начальных состояний.

Расчет универсальныхкритических показателей и сравнение с результатами теоретических расчетов.– исследование равновесного критического поведения тонких магнитных пленок. Определение значений универсальных показателей, определяющих магнитноеупорядочение в тонких пленках. Исследование перехода от двумерных к трехмерным критическим свойствам многослойных магнетиков с ростом толщины пленки.Научная новизна результатов1. Впервые осуществлено компьютерное моделирование неравновесного критического поведения трехмерной модели Гейзенберга с дальней пространственнойкорреляцией дефектов в коротковременном режиме.

При исследовании критической релаксации модели из различных начальных состояний системы определенызначения совокупности динамических и статических универсальных критическихпоказателей при применении методики учета поправок к скейлингу. Полученныерезультаты позволяют сделать вывод о существенности влияния дальней пространственной корреляции дефектов на критическое поведение и о существовании различных классов универсального критического поведения для рассматриваемых систем, отвечающих областям слабой и сильной структурной неупорядоченности.2. Впервые продемонстрировано при сопоставлении результатов компьютерного моделирования неравновесного критического поведения трехмерной модели4Гейзенберга с дальней пространственной корреляцией дефектов в коротковременном режиме и ее равновесного критического поведения, что метод коротковременной динамики может служить надежной альтернативой традиционным методамМонте-Карло не только при численных исследованиях однородных систем, но исистем со структурным беспорядком, обеспечивая при меньших машинных затратах получение более полной информации о критическом поведении структурнонеупорядоченных систем.3.

Впервые проведено исследование равновесного критического поведения характеристик тонких ферромагнитных пленок посредством изучения анизотропноймодели Гейзенберга, позволяющее определить значение температуры фазового перехода в зависимости от толщины пленки. Полученные результаты позволяют сделать вывод о существовании перехода от двумерных к трехмерным свойствам многослойных магнетиков с ростом толщины пленки.Научная и практическая значимость работыНаучная значимость диссертации обусловлена необходимостью выявления влияния дальнодействующей корреляции структурных дефектов на критическое поведение спиновых систем и разработки методик анализа данных, получаемых примоделировании поведения систем.Выявленное в результате проведенных расчетов существенное влияние дефектов структуры на характеристики критического поведения различных систем может найти применение при отработке методики и постановке реальных физическихи компьютерных экспериментов, а также практическом использовании направленной модификации свойств материалов, испытывающих фазовые превращения, засчет их легирования, что служит научной основой для создания материалов с новыми, перспективными физико-химическими свойствами.Личный вклад диссертанта.

Личный вклад Медведевой М.А. состоит в непосредственном участии в разработке программ и алгоритмов моделирования, получении, обработке и интерпретации результатов, а также в их апробации и подготовке к публикации. Все результаты диссертации получены лично автором или всоавторстве.Основные положения, выносимые на защиту1. Методика численного исследования неравновесного критического поведенияструктурно неупорядоченной трехмерной модели Гейзенберга с дальней пространственной корреляцией дефектов в коротковременном режиме и методика определения значений универсальных критических показателей с учетом ведущих поправокк скейлингу.2. Наличие нескольких этапов динамического развития слабо неупорядоченных5систем после микроскопического временного масштаба: области с характеристиками однородной системы, кроссоверной области и области, характеризующейсявлиянием структурного беспорядка.3.

Подтверждение расширенного критерия Харриса о влиянии дефектов с дальней пространственной корреляцией на критическое поведение не только изингоподобных систем, но и систем с многокомпонентным параметром порядка (на примере модели Гейзенберга).4. Методика численного исследования равновесного критического поведениятонких магнитных пленок посредством изучения анизотропной модели Гейзенберга и методика расчета критических показателей.Апробация работыОсновные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждалисьна XI Всероссийской молодежной школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2010), региональных научнопрактических конференциях «Молодежь третьего тысячелетия» (Омск, 2011, 2012,2013), Moscow International Symposium on Magnetism (MISM) (Moscow, 2011), Восемнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодыхученых (ВНКСФ-18, Красноярск, 2012), VIII Международной научно-техническойконференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2012), научнопрактическом семинаре «Вычислительная физика и суперкомпьютерные технологии 2012» (Омск, 2012), «XXV IUPAP Conference on Computational Physics»(Moscow, 2013), а также на научных семинарах кафедры теоретической физикиОмГУ.ПубликацииСписок публикаций автора по теме диссертации включает 12 статей и тезисовдокладов, опубликованных в российских и иностранных журналах, сборниках трудов и материалах конференций, и 4 свидетельства о государственной регистрациипрограмм для ЭВМ.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации