基于自旋-晶格动力学模拟滞回行为可行性分析
材料科学
2023-10-18 v3
摘要
我们利用自旋-晶格动力学模拟来研究对铁磁材料的磁滞行为进行建模的可能性。磁与力学自由度的随时间演化通过一组两个耦合的 Langevin 方程获得。针对外场与磁晶各向异性轴之间不同夹角计算了滞回回线。研究了若干相关参数的影响，包括场频率、磁阻尼、磁各向异性（大小与类型）、磁交换以及系统尺寸。同时也讨论了运动晶格所起的作用。对于一个完美的块体铁磁系统，我们发现，在低温下，交换与晶格动力学几乎不影响回线，而场频率与磁阻尼对其有显著影响。各向异性大小与对称性的影响符合预期行为。我们表明，仔细选择模拟参数可使自旋-晶格动力学测量与典型的 Stoner-Wohlfarth 模型高度吻合。此外，我们将此分析扩展到完美块体系统以及含缺陷与不含缺陷的球形纳米颗粒在中等与高温的情形，达到接近居里温度的数值。在此温度范围内，我们发现晶格动力学对磁行为的作用更大，尤其在含缺陷样品的演化中。本研究为在滞回模拟中更精确地纳入晶格缺陷与热效应开辟了可能。
引用
@article{arxiv.2205.10418,
title = {A feasibility analysis towards the simulation of hysteresis with spin-lattice dynamics},
author = {G. dos Santos and F. Romá and J. Tranchida and S. Castedo and L. F. Cugliandolo and E. M. Bringa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10418},
year = {2023}
}