Диссертация (1149448)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образца«Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского»На правах рукописиМедведева Мария АлександровнаИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫИ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА КРИТИЧЕСКОЕПОВЕДЕНИЕ СЛОЖНЫХ СПИНОВЫХ СИСТЕМ01.04.02 – теоретическая физикаДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:Прудников Павел Владимировичдоктор физико-математических наук,профессор.Омск – 2014ОглавлениеВведение41 Фазовые переходы и критические явления.1.1 Фазовые переходы. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2 Критические индексы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.1 Влияние дефектов структуры на критическое поведение.1.3 Основные методы и алгоритмы для моделирования неупорядоченных систем. . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.1 Метод Монте-Карло. Алгоритм Метрополиса. . . . . . .1.3.2 Кластерные алгоритмы. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.3 Модификация метода Монте-Карло для неупорядоченных систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.4 Процедура линейной аппроксимации и оценка погрешности измерений. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1313141721212628292 Численное исследование слабо неупорядоченной моделиГейзенберга с дальнодействующей корреляцией дефектов с учетом различных начальных состояний.312.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.2 Описание модели . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 372.3 Определение критической температуры слабо неупорядоченной модели Гейзенберга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.4 Релаксация из полностью упорядоченного начального состояния с m0 = 1 . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.5 Эволюция из высокотемпературного начального состоянияm0 ≪ 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.6 Основные результаты и выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 Критическое поведение сильно неупорядоченных магнетиков с дальнодействующей корреляцией дефектов.603.1 Введение . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.2 Равновесные характеристики сильно неупорядоченной модели Гейзенберга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.3 Исследование неравновесной критической релаксации сильно неупорядоченной модели Гейзенберга из начального низкотемпературного состояния . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 6823.4 Исследование эффектов старения . . . . . . . . . . . . . . . .3.5 Основные результаты и выводы . . . . . . . . . . . . . . . . .73774 Численное исследование критических свойств тонкихмагнитных пленок.4.1 Введение . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2 Анизотропная модель Гейзенберга . . . . . . . . . . . . . . .4.3 Спин ориентационный переход . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4 Размерные эффекты в критическом поведении тонких пленок4.5 Основные результаты и выводы . . .
. . . . . . . . . . . . . .787880868794Заключение.95Литература973ВведениеОсобенности поведения макроскопических систем в окрестности температуры фазового перехода второго рода определяются сильным взаимодействием долгоживущих флуктуаций параметра порядка [1–4]. Так,слабое возмущение в окрестности критической точки может вызыватьаномально сильный отклик и приводить к новым физическим эффектам.В этом плане, наиболее неожиданные явления возникают при 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 большинстверабот исследование ограничивается рассмотрением точечных, пространственно некоррелированных дефектов. В то же время вопрос о влияниина критическое поведение эффектов корреляции дефектов значительноменее исследован. В рамках этой же проблемы можно поставить вопросо влиянии на критическое поведение протяженных дефектов, таких какповерхности кристалла, дислокации или плоские дефекты структуры,возникающие, например, на границе зерен.
Можно ожидать, что дальнодействующая корреляция в пространственном распределении дефектовможет модифицировать критические свойства неупорядоченных систем.Смещение исследований в современной физике твердого тела в область микромасштабов вызвало необходимость понимания тонких явлений связанных с наличием протяженных дефектов структуры типа дислокаций, границ зерен, примесных комплексов и т.д. Все эти особенности представляют собой проявление пространственно скоррелированныхнеоднородностей.В силу этого к моделям систем с дальнодействующей корреляцией дефектов существует несомненный интерес как с общетеоретической точки4зрения выявления новых типов критического поведения, так и с точкизрения реальной возможности проявления дальнодействующей корреляции дефектов в полимерах [5], при переходе в сверхтекучее состояние 4 Heв пористой среде – аэрогеле [6], в ориентационных стеклах [7], в неупорядоченных твердых телах с дефектами фракталоподобного типа [8] ипри описании дислокаций на поверхности [9].Известно, что в критической точке наряду с особенностями равновесных характеристик сингулярное поведение демонстрируют кинетическиекоэффициенты и динамические функции отклика, что обусловлено аномально большими временами релаксации сильно флуктуирующих величин.
Однако исследование динамических свойств критических флуктуаций сталкивается с трудностями более сложными, чем при описании равновесных характеристик. Это вызвано необходимостью учета взаимодействия флуктуаций параметра порядка с другими долгоживущими возбуждениями. В этом плане, динамическое критическое поведение модели Гейзенберга значительно менее изучено по сравнению с исследованиями статических свойств [10]. Модель Гейзенберга, описывающая важныйкласс изотропных магнетиков, является наиболее распространенной моделью при описании реальных магнетиков.
Фактически, анизотропныйвариант модели Гейзенберга используется для описания таких сплавов,как K2 NiF4 [11], BaCo2 (AsO4 )2 [12], BaNi2 (PO4 )2 [13], CoCl2 − GIC [14]и Rb2 CrCl4 [15].При исследовании неравновесных свойств гейзенберговских магнетиков наличие дальнодействующей корреляции дефектов может привести к проявлению эффектов старения и нарушению флуктуационнодиссипативного отношения [16–18].В работе Вейнриба и Гальперина [19] представлена модель изотропной неупорядоченной системы с дальнодействующей корреляцией дефектов. Было показано, что дефекты, обладающие свойством дальней пространственной корреляции, изменяют критическое поведение не толькосистем с однокомпонентным параметром порядка, как в случае точечныхдефектов, но и систем с многокомпонентным параметром порядка. В работе [20] было осуществлено теоретико-полевое описание трехмерных систем с дальнодействующей корреляцией дефектов и было подтверждено5ее влияние на критическое поведение таких систем.
Однако ренормгрупповое описание не позволяет учесть влияние дефектов структуры высокой концентрации. Компьютерное моделирование позволяет провестиисследование неупорядоченных систем в широком диапазоне концентраций дефектов структуры.Понимание критических явлений в низкоразмерных структурах может быть достигнуто путем изучения ультратонких пленок. Исследование тонких пленок имеет большое технологическое значение в связи сприменением в магнитных устройствах хранения данных [21]. Процессы магнитного упорядочения в ультратонких ферромагнитных пленкахочень сложны из-за сильного влияния формы и кристаллографическойанизотропии подложки. За последние годы появилось большое количество экспериментальных работ, посвященных исследованиям магнитныхсвойств низкоразмерных систем [22]. Тем не менее остались без ответатакие вещи, как тип магнитного упорядочения при низких температурах.В связи с этим компьютерное исследование модельных статистическихсистем имеет важное значение для описания свойств ультратонких магнитных пленок.В связи с выше изложенным целью настоящей диссертации является:1.
Исследование влияния дальнодействующей корреляции дефектовструктуры на неравновесное поведение неупорядоченных систем прифазовом переходе второго рода посредством изучения трехмернойнеупорядоченной модели Гейзенберга с линейными дефектами методом коротковременной динамики.2. Численное исследование неравновесного критического поведения характеристик слабо и сильно неупорядоченной модели Гейзенберга слинейными дефектами с учетом влияния различных начальных состояний. Расчет универсальных критических показателей и сравнение с результатами теоретических расчетов.3. Исследование равновесного критического поведения тонких магнитных пленок.
Определение значений универсальных показателей,определяющих магнитное упорядочение в тонких пленках. Исследо-6вание перехода от двумерных к трехмерным критическим свойстваммногослойных магнетиков с ростом толщины пленки.Научная новизна результатов.1.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
