第14卷第2期2019年6月Vol14No.2JunD2019贵阳学院学报(自然科学版)(季刊)JOURNAL OF GUIYANG UNIVERSITY Natural Sciences(Quarterly)纳米磁性颗粒的磁相变研究沈双娟，蒋丽钦*（福建师范大学物理与能源学院，福建福州350007）摘要：利用Monte Carle模拟方法研究了具用相互竞争的近邻与次近邻交换耦合作用的Heisenbery体心立方晶格结构纳米颗粒的磁性质。
模拟结果表明，当考虑次近邻交换作用时，系统的磁相图变得更加复杂，出现了三类不同的磁有序：铁磁序（F）、第一类反铁磁序（AF1）及第二类反铁磁序（AF2）。
利用不同的序参量来表征不同的磁有序，给出了颗粒尺寸、各向异性的大小等对铁磁或反铁磁颗粒的相变行为的影响。
模拟结果与实验结果一致。
关键词：Monte Carle模拟；磁相变；磁性颗粒中图分类号：O482.5文献标识码：A文章编号：1673-6125（2019）02-0098-02MagneincsiaieandphaseiransninonofNanoparincleSHEN Shuang-juan,JIANG Li-qdi(College of Physics and Energy,Fujian Normai University,Fujian Fuzhou350007,China)Abstract:Based on Monte Carlo siniulation,the maanetic properties of Heisenbery body-centered cubic structure with exchange coupling of competing nearest neighbor and next-nearest neighbor are studied.Three kinds of antiferromaa-neiicoadea(AF1and AF2)and aoe a omagneiic(F)oadeahaeebeen paedicied ioexisiin Magneiicphasediagaam oo the system..The effects of particle size and anisotropy on the magnetization and phase change behavior of ferromaanetio or antiferromagnetic particles are given.The simulaVon results are consistent with the experimenml facts.Key words：Monte Carlo siniulation,Transition phase,Antiferromaanetio particle1理论与模型纳米磁性颗粒由于其具有广泛的应用前景,吸引着越来越多的理论和实验科学家的关注UT'特别是对于具有近邻（NN）耦合和次近邻（NNN）耦合的小尺寸反铁磁粒子,存在着复杂的基态结构。
一般来说,对于小的反铁磁粒子，低温下每个亚晶格的自旋数不同，这可能是导致反铁磁粒子中出现小永磁或弱铁磁的原因。
而对于反铁磁粒子中的磁矩早在19世纪50年代就已经被观测到，然而它们的起源并不清楚。
本文采用蒙特卡罗方法对BCC晶格上的小海森堡粒子进行数值模拟计,铁磁和反铁磁的磁性能,造了表征不同有序相的合适的有序参数，推导并讨论了包括有限尺寸和各向异性效应在内的多种相图。
在蒙特卡洛模拟计算中,具有体心立方晶格结构的磁性颗粒，其Heisenberg模型系统的哈密顿量可表示为：y=-,j R,*N-8）2（1）NN"丿NNN，丿'其中厶八J2分别为近邻原子自旋间和次近邻原子自旋间的交换耦合作用常数,假定近邻和次近邻的交换作用相同侧儿=JJ2=J当丿或J为正数时表示铁磁性交换相互作用，相应的当其为负数时表示反铁磁性交换相互作用。
令3=j/j,在收稿日期:2019-03-20基金项目:福建省教育厅基金项目：“复合磁性多层膜中交换偏置效应的研究”（项目编号JA13075）;福建省教育厅基金项目：“铁磁反铁磁颗粒交换偏置效应的研究”（项目编号JAT170120）°作者简介:沈双娟（1981-），女，福建莆田人，实验师、硕士’主要研究方向为:纳米磁性材料’!通讯作者:蒋丽钦（1980-）,女，福建仙游人，讲师、硕士’主要研究方向为:纳米磁性材料’—98—2期沈双娟等纳米磁性颗粒的磁相变研究模拟中作为能量和温度的约化单位;式(1)中N表示第i个原子的自旋，且令S'；)和8分别表面各向异性常数和i格点的单位矢量，在里设其沿Z轴方向。
在体心立方晶格结构中，半径为s的的定义是将原点固定在一定的自旋上，并在S晶格间距内的所有自旋。
2模拟结果与讨论图1-=3、5、10、20,.=1时，系统相变温度t随/变化的关系：(a)J=1and(b)J=-1Fig.1The critical temperaterr t versks t for—=3,5, 10,20with k=1,(a)for J=1and(b)for J=-1.1(a)、(b)分别给出半径S=3、5、10*20时，J=1和J=-1所对应的相变温度t随3变化的关系。
从图1中以看出，的有序相有序相的相变几乎发生在同一点。
对于邻为铁磁交换作用的系统(J=1)，两个基态AF2和F分别处于b=-0.7的边界;对于近邻为反铁磁交换作用的颗粒系统(J=-1)，AF1和AF2之间的转变发生在b=0.7时。
发现，低温下从一基一基态转变的临界点对大小尺寸不敏感。
从图1(a)可以出，对应于J=1的系统，半径的，当b>-0.7时，系统均处在F铁磁有序态，其相变温度t随3的增大而增大;而当b<-0.7时，系统均处在AF2磁有序态，其相变温度t随3的增大而减小。
从1 (b)以看出，对应于J=-1的系统，半径的颗粒当b>0.7时，系统均处在AF2铁磁有序态，其相变温度t随3的增大大;而当b<0.7时，系统均处在AF1磁有序态，其相变温度t随3的增大而减小。
然而，对于的R，从有序相到顺磁相的转变温度的b依赖系有一点，对于尺寸较小的R，从AF1到顺磁相的转变温度随b绝对值的增大大的较慢。
变斜率的差异以看作是有限尺寸。
对于小，大数自旋被认为是旋,不存在NNN耦合。
但随着R值的增大,NNN耦合开导作用。
因此，由于些NNN交换耦合,小颗粒的相变温大的增长慢。
3.02520I-1.5-20-1.5-1.0-0.50.00.5 1.01.00.5图2k=0、0.5、1.0,R=5时，系统相变温度t随t变化的关系：(a)J=1and"b)J=-1Fig.2The critical temperaterr t versks t for k=0, 0.5,1.0with—=5,(a)for J=1and(b)for J=-1.图2(a)、(b)给出了k=0*0.5*1.0，R=5时，J=1和J=-1所对应的相变温度T随3变化的关系。
从图中可以看出，k=0*0.5、1.0时的临界温对b的赖关系相似，但k=0时的临界温度会略低于各向异性较小时的临界温度，且k值越大,临界温度越大。
以上，过渡温度对各向异性也感。
这是由于相转变温由相的邻交换耦合和邻交换耦合决定的。
相对较的各向异性可能导致以具有高简并度的倾斜自旋为标志的非共线基态［6"7］，亦产生相对较低的转变温度的原因。
(下转第114页)—99—贵阳学院学报（自然科学版）（季刊）14卷升降系统。
轮椅以黑白为主题色调，灰色为中间色调，以鲜艳的蓝、红、绿等得点缀色彩。
给人高雅、稳重、透着现代感，容易让人接受。
三、结论通过研究瘫痪病人的整个治疗过程，研究了主被动的康复训练后设计的这款主动训练椅。
这款训练椅能达到病人随时锻炼行走与休息的目的。
让病人把握好最佳的恢复锻炼时期，减少患者及家属由疾病带来的痛苦。
这款站立轮椅不同于现在市场上已经有站立功能的轮椅,是一个对患者起到康复锻炼的作用。
所以此款康复椅在原有的代步器、轮椅和象鼻式气动减重步态训练器的基础上,基于其本身应有的功能的同时，本着以锻炼病人行走为重点的设计思想,考虑到它对病人的特殊情况（上接第99页）3结论基于Monta Carlo数值模拟,利用不同的序参量来表征不同的磁有序，给出了颗粒尺寸、各向异性的大小等对铁磁或反铁磁颗粒的相变行为的影响。
模拟结果得出低温下从一基态向另一基态转变的临界点对颗粒大小尺寸不敏感，但在不同的有序态里，系统的相变温度t与3成线性关系，且k 值越大，临界温度越大。
参考文献：%1&I.S.Poperechny and Yu.L.Raikher.Ferromaane/v wso-nancein coee-she e nanopaeticeeswith muetitypeeichange anisot/py%J].Phys.Rev.B2018（98）:014434-1-014434-13%2]Manman Ma，Zecheng Gan，and Zhenll Xu.I o n Structure Near a Core-She/DielecWiv Nanoparticle%J&.Phys.的针对性训练，在不失功能的情况下，对产品进行进一步的外形和色彩的改进和设计，使其无论是在外形、色彩和功能上更好的融合到一起。
更好的为患者和家属服务，为患者减轻痛苦，为家属减轻负担。
文献：%1]王学刚，陈安宇•下肢主动功能锻炼器的设计与研制% J]•医疗设备信息，2006（10） $16-18.%2]高渤•偏瘫患者主动型辅助康复设备设计%D].天津:南开大学，2010.%3]广西壮族自治区残疾人联合会•残疾人工作业务知识教材%M]•南宁:广西民族出版社，2005.%4]刘怀敏.人体工程应用与实训%M]上海:东方出版中心，2011.%5]周红生•工业设计材料与工艺%M]•合肥:安徽美术出，2010.Ree.Le t.2017(118):076102-1-076102-5.%3] L.L.Oliveira，Ana L.Dantas，S.S.Pedrosa，et aU High-energy product SmCo5@Fe core-she/nanoparticles% J&.Phys.Rev.B2018(97):134413-1-134413-13.%4]Rul Wu，Shilel Ding，Youfang Lal et al.Enhancement of exchange bias in ferromagne/c/antiferromagnetic core-she/nanoparticles through fer/magnetic domain wall formation%J].Phys.Rev.B2018(97)：024428-1-024428 -10O%5&Qin Yue，Yu Zhang.Nanoenginee/ng of Core-She/Magnetic Mesoporous Microspheres with Tunable SuOace Roughn2s%J].J.Am.Ch2m.Soc.，2017，139(13):4954-4961.%6] Satamaria C and Diep H T.Evidence of partial disorder ina frustrated Heisenberg spin system%J&.J AppO7hys.1997(81):5276-5278.%7]Sakai T and Okazaki N.Magne/c properties of frustrated spin ladder%J].J.ppl.7hys.2000(87)：5893-5896.一114一。