二维纳米点的磁特性：基态与相变

我们研究了垂直单离子各向异性 $-As_{\text{z}}^2$ 对存在强度为 $D$ 的偶极相互作用的二维磁性纳米点的基态结构和有限温度性质的影响。通过模拟退火蒙特卡洛方法，我们表明在基态下，当各向异性值超过某个阈值处于中等范围时，就会出现垂直于纳米点平面的涡旋核。在巨各向异性机制下，涡旋结构被条纹畴结构所取代，该结构由垂直于样品表面的交替畴条纹组成。我们还观察到了涡旋结构和条纹结构之间的中间阶段，其核心周围存在倾斜的非零垂直磁化卫星区域。在有限温度下，对于较小的 $A$，蒙特卡洛模拟表明存在从面内涡旋相到无序相的转变，其特征是比热出现峰值且涡旋序参量消失。对于较强的 $A$，我们观察到从面内涡旋相到垂直条纹有序相的不连续转变，伴随巨大的潜热，随后在更高温度下发生完全无序。在垂直条纹畴机制下，即具有巨大的 $A$ 时，在有限 $T$ 下不存在相变：条纹畴随着 $T$ 的增加而逐渐无序。文中展示并讨论了有限尺寸效应。