Karma spin (1, 5/2) Ising sisteminin dengeli ve dengesiz davranışları
Equilibrium and nonequilibrium behaviors of the mixed spin (1, 5/2) Ising system
Yazar: MEHMET BATI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KESKİN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Boyuna manyetik alan varlığında ve yokluğunda karma spin (1, 5/2) Ising modelinin bal peteği ve kare örgüleri üzerinde dengeli davranışları, korelasyonlu etkin alan teorisi kullanılarak incelendi. Modelin taban durum faz diyagramı, boyuna manyetik alan (h) ve kristal alan etkileşme parametresi (D) düzleminde elde edildi. Ayrıca, ortalama altörgü mıknatıslanmalarının termal değişimleri incelenerek (D/J, kBT/J) düzleminde faz diyagramları sunuldu. Sistemde birinci- ve ikinci-derece faz geçişi meydana gelmektedir, dolayısıyla üçlükritik nokta da oluşmaktadır. Ayrıca sistemde reentrant davranış ta gözlemlenmektedir. Sistemin alınganlık, iç enerji ve ısı kapasitesi nümerik olarak hesaplandı ve boyuna manyetik alan varlığında ve yokluğunda bazı ilginç davranışlar gösterdiği bulundu.Zamana bağlı salınımlı dış manyetik alan varlığında, bikuadratik en yakın etkileşme (K) ve kristal alan etkileşme parametreli (D) karma spin (1, 5/2) Ising modelinin dinamik davranışları, ortalama-alan yaklaşımıyla incelendi. Glauber geçiş oranları kullanılarak ortalama-alan dinamik denklemleri elde edildi. Sistemdeki fazları elde etmek için ortalama düzen parametrelerinin zamanla değişimi incelendi. Dinamik faz geçişlerinin doğasını karakterize etmek (sürekli ve süreksiz) ve dinamik faz geçiş (DFG) sıcaklıklarını elde etmek için dinamik düzen parametrelerinin davranışı indirgenmiş sıcaklığın fonksiyonu olarak incelendi. Dinamik faz diyagramları üç farklı düzlemde sunuldu. Bu dinamik faz diyagramları, düzensiz (d), ferrimanyetik (i1, i2, i3), yarı (half) staggered (ha), antikuadrupol yada staggered (a) fazlarına ilaveten dokuz adet karma faz içermektedir. Dinamik faz diyagramlarının etkileşme parametrelerine kuvvetli bir şekilde bağlı olduğu bulundu.

Abstract:
Mixed spin (1, 5/2) Ising ferrimagnetic system on the honeycomb and square lattices in the absence and presence of a longitudinal magnetic field is studied by the effective-field theory with correlations. The ground state phase diagram of the model is obtained in the longitudinal magnetic field (h) and crystal-field interaction (D) plane. The thermal variations of the sublattice magnetizations are also investigated and the phase diagrams are presented in the (D/J, kBT/J) plane. The system undergoes a first- and second-order phase transitions, hence it exhibits a tricritical point. The system also exhibits the reentrant behaviors. The susceptibility, internal energy and specific heat of the system are numerically examined, and some interesting phenomena in these quantities are found due to the absence and presence of the applied longitudinal magnetic field.The nonequilibrium behaviors of the mixed spin (1, 5/2) Ising system including the biquadratic nearest-neighbor pair interaction (K) and crystal-field interaction (D) under the presence of a time-dependent oscillating external magnetic field within a mean-field approach is studied. The set of mean-field dynamic equations are obtained by employing the Glauber transition rates. The time variations of average order parameters are investigated to find the phases in the system. The thermal behavior of the dynamic order parameters are also studied to characterize the nature (continuous or discontinuous) of the phase transitions and obtain the dynamic phase transition (DPT) points. The dynamic phase diagrams are presented in three different planes. They contain disordered (d), ferrimagnetic (i1, i2, i3), half staggered (ha), the antiquadrupolar or staggered (a) phases, and nine mixed phases, that strongly depend on interaction parameters.