薄膜中磁化翻转的理论研究

在本章中，我们关注铁磁系统的磁化翻转，即亚稳态寿命。对此，特别地，Ising 模型和 Blume-Capel 模型已在外部施加磁场下，通过基于 Metropolis 算法的蒙特卡洛模拟技术进行了模拟。研究发现，在由淬火随机场建模的无序存在下，磁化翻转更快。观察到随机场的强度所起的作用与温度类似。经典成核的 Becker-Döring 理论（最初针对自旋-1/2 Ising 系统提出）已在随机场 Ising 模型中得到验证。然而，更强的随机场会影响成核区域。在立方 Ising 晶格中，表面反转时间不同于体反转时间。此处通过引入相对界面相互作用强度（$R$）研究了表面相对于体的这种差异行为。根据 $R$、温度和施加场，观察到表面与体的磁化竞争性翻转。研究了各向异性（$D$）对亚稳态寿命的影响。我们报告了平均宏观反转时间对适当定义的微观反转时间的线性依赖关系。反转后的饱和磁化强度 $M_f$ 被注意到强烈依赖于 $D$。发现 $M_f$、$D$ 和 $h$（场）遵循所提出的标度关系。最后，Becker-Döring 理论和 Avrami 定律在自旋-$s$ Ising 和 Blume-Capel 模型中得到了验证。翻转时间依赖于可访问自旋态的数目。