Fulfillment of Dynamic and Static Scaling Hypotheses for an Ising Nanomagnet

  • Ж.В. Дзюба Katanov Khakass State University (Abakan, Russia) Email: dudareva82@gmail.com
  • В.Н. Удодов Katanov Khakass State University (Abakan, Russia) Email: udodov@khsu.ru
Keywords: ferromagnet, dynamic scaling, static scaling, critical index, one-dimensional magnet, Ising model

Abstract

The paper presents the results of computer simulation of the generalized Ising model of a quasi-onedimensional nanomagnet by the Monte Carlo method. The simulation is performed for antiferromagnetferromagnet phase transition with periodic boundary conditions. The dynamic scaling ratio Y = v* z and the static scaling relation dv = 2 – α have been verified for the Ising nanomagnet using values of the critical temperature, as well as values of the critical exponents. Temperature dependences of the kinetic critical index and the product of the dynamic critical index Y(T) on the correlation length index of the v* z(T) are constructed for a linear system (cluster) of finite size. The influence of interaction energy of the second, third neighbors, and four-particle interaction on the fulfillment of dynamic and static scaling hypotheses is described. Parameters are found for the dynamic scaling ratio near the critical region to be within the errors. It is shown that the static scaling hypothesis within the framework of the one-dimensional Ising magnet model near the critical region is violated for any type of interaction. However, the relation v + α = 2 is satisfied within the errors for some temperatures. The obtained results are compared with the values for the Ising model with the «dangling ends» boundary conditions.

DOI 10.14258/izvasu(2017)4-04

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

Ж.В. Дзюба, Katanov Khakass State University (Abakan, Russia)
аспирант
В.Н. Удодов, Katanov Khakass State University (Abakan, Russia)
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической физики и информационных технологий в образовании

References

Green M. S. and Sengers J. V, Eds. Critical Phenomena: Proceedings of a Conference. — Washington, 1965.

Widоm В. Equation of State in the Neighborhood of the Critical Point // Journal of Chemical Physics. — 1965. Vol. 43.

Kadanoff L.P. Scaling laws for Ising models near Tc // Physics. — 1966. — Vol. 2, No. 6.

Паташинский А.З., Покровский В.Л. О поведении упорядочивающихся систем вблизи точек фазового перехода // ЖЭТФ. — 1966. — T 50. № 2.

Essam J.W. and Fisher M.E. PadeApproximant Studies of the Lattice Gas and Ising Ferromagnet below the Critical Point // Journal of Chemical Physics. — 1963. Vol. 38 [Electronic resourse]. URL: http://dx.doi.org/10.1063/L1733766.

Покровский В.Л. Гипотеза подобия в теории фазовых переходов // УФН. — 1968. — Т. 94, № 1.

Rushbrooke G.S. On the Thermodynamics of the Critical Region for the Ising Problem // The Journal of Chemical Physics. — 1963. Volume 39, Issue 3 [Electronic resourse]. URL: http://dx.doi.org/10.1063/L1734338.

Griffiths R. B. Ferromagnets and simple fluids near critical points: some thermodynamical inequalities // The Journal of Chemical Physics. — 1965. — Vol. 43.

Udodov V. Violating of the Essam-Fisher and Rushbrooke Relationships at Low Temperatures // World Journal of Condensed Matter Physics. — 2015. — Vol. 5. DOI: 10.4236/wjcmp.2015.52008.

Lipa J. A., Nissen J. A., Stricker D. A., Swanson D. R., and Chui T. C. P. Speacific heat of liquid healium in zero gravity near the lambda point // Phys. Rev. — 2003. — B 68.

Levi B.G. A complex symmetry arises at a spin chain’s quantum critical point // Physics Today. — 2010. — Volume 63, Issue 13 [Electronic resourse]. URL: http://doi. org/10.1063/1.3366227.

Дзюба Ж.В., Удодов В.Н., Спирин Д.В. Влияние взаимодействия неближайших соседей на индекс корреляционной длины квазиодномерного изинговского ферромагнетика, замкнутого в кольцо // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2016. — Т. 13, №4.

Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике.- М., 1990. — Ч. 1.

Дзюба Ж.В., Спирин, Д.В., Удодов В.Н. Влияние внешнего магнитного поля и многочастичного взаимодействия на выполнение гипотезы динамического скейлинга изинговского наномагнетика // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. — 2016. — Т. 16, №1.

Спирин Д.В. Особенности критической динамики изинговских наноразмерных магнетиков : автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Томск, 2008.

Шабунина Е.В. Фазовые диаграммы и критические индексы одномерного изинговского магнетика : автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. — Томск, 2013.

How to Cite
Дзюба Ж., Удодов В. Fulfillment of Dynamic and Static Scaling Hypotheses for an Ising Nanomagnet // Izvestiya of Altai State University, 1, № 4(96) DOI: 10.14258/izvasu(2017)4-04. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282017%294-04.