基于最速熵上升量子启发热力学的低温原子级自旋弛豫与非平衡强度性质
材料科学
2019-09-04 v2 统计力学
摘要
采用最速熵上升量子热力学（SEAQT）框架计算了体心立方铁在低温下的磁化强度。该框架假设孤立系统中热力学性质沿状态空间中熵产生最大的路径演化。磁化强度由基于 Heisenberg 自旋模型应用于耦合谐振子系综的量子化自旋波热力学系综期望值算出。真实能景由利用自旋密度泛函理论计算得到的磁子色散关系获得。平衡磁化强度以及磁化强度从非平衡态到平衡的演化，均由 SEAQT 状态空间运动方程所确定的最速熵上升路径算出。该框架无需对磁阻尼的详细描述即可建模磁化强度的温度与时间依赖性。该方法还用于定义强度性质（温度与磁场强度），这些性质在根本上是，即正则或巨正则地，对任意非平衡态均有效的。给定假定的磁子色散关系，SEAQT 框架被用于计算不同温度与外磁场下的平衡磁化强度，结果显示在低于 500 K 的温度下与实验高度吻合。还预测了从不同初态出发以及与热库相互作用的磁化强度时间依赖演化。
引用
@article{arxiv.1809.10619,
title = {Low-temperature Atomistic Spin Relaxation and Non-equilibrium Intensive Properties Using Steepest-Entropy-Ascent Quantum-Inspired Thermodynamics Modeling},
author = {Ryo Yamada and Michael R. von Spakovsky and William T. Reynolds},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10619},
year = {2019}
}
备注
11 pages