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变分累积展开对铁磁性薄膜特性的研究

张君霞

  随着真空科学技术的提高,特别是分子束外延生长技术的快速发展,人们已完全可以制备出各种磁层结构,它的性质可能与块体相比有戏剧性的不同。正是由于这些磁层结构的奇特性质,使之获得了广泛而潜在的应用。其中由若干相互平行的原子层组成的磁性薄膜是特别重要的,因为它一直作为各种磁现象的实验和理论分析的传统模型。平均场理论一直是分析各种材料磁性最简单而有效的方法,但对各种模型分析表明,该方法与蒙特卡罗模拟和实验相差较大,而且很难处理象磁性薄膜这样的受限体系,变分累积展开方法允许对平均场结果作系统的高次修正,并且对薄膜系统特别有效。因此,我们采用变分累积展开方法系统地研究了铁磁性薄膜的磁性和热动力学性质。我们计算了各种格点结构的铁磁性薄膜的临界温度、内能、热容,以及自发磁化强度、磁滞回线和矫顽力。结果表明,变分累积展开快速收敛,其三次结果足以表明,这些物理量是薄膜厚度的函数,并且与格点结构和晶面取向有关。当薄膜厚度趋于无穷大时,这些物理量随展开级次的增加快速地接近相应的块体值。对在生长过程中有可能出现结构性改变的薄膜,这种方法有助于解释实验上测量的这些量随薄膜厚度的变化关系。进一步的工作需要探索变分累积展开方法的改进,如选取更有效的试探作用量和确定变分参数的其它方法,也有待将变分累积展开方法扩展到磁性多层薄的理论分析,特别是那些有应用前景的真实磁性多层薄膜系统,以便为实验提供……   
[关键词]:铁磁性薄膜;热力学特性;磁特性;变分累积展开
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西南师范大学2005年