反铁磁类短程与铁磁类长程相互作用竞争所诱导的非常规相图中的多重稳定性
统计力学
2018-10-04 v1
摘要
竞争的短程（SR）与长程（LR）相互作用之间的相互作用可在相图中引发非平凡结构。近来，通过蒙特卡洛模拟在具有无限长程铁磁类（F）相互作用的伊辛反铁磁体（IA）的相图中发现了角形非常规结构[Phys. Rev. B {\bf 93}, 064109 (2016); {\bf 96}, 174428 (2017)]，在模拟自旋交叉材料的具有弹性起源LR相互作用的IA中也发现了此类结构[Phys. Rev. B {\bf 96}, 144425 (2017)]。为阐明与角形结构相关的相的本质，我们采用团簇平均场（CMF）近似下的变分自由能，研究了具有无限长程F相互作用的IA模型的相图。尽管各子晶格的简单Bragg-Williams平均场理论不产生角形结构，我们却用CMF方法发现了此类结构。这证实了多格点团簇所允许的局域热涨落对此现象至关重要。我们详细探究了相图中亚稳相的结构。与蒙特卡洛研究所得相图不同，我们发现了一个三相点，铁磁类、反铁磁类与无序相在此共存，并且伴随角形结构出现了六个三稳态区域。我们还指出相图中出现了若干一级相变的特性端点。我们针对与三稳态区域相关的相变提出了三种可能情形。最后，我们讨论了该相图中的三相点与一种可能的晶格气体模型的三相点之间的关系，后者中固、液、气相可共存。
引用
@article{arxiv.1810.01687,
title = {Multistability in an unusual phase diagram induced by the competition between antiferromagnetic-like short-range and ferromagnetic-like long-range interactions},
author = {Masamichi Nishino and Per Arne Rikvold and Conor Omand and Seiji Miyashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.01687},
year = {2018}
}
备注
28 pages, 11 figures