Skip to main content
SUPERVISOR
Nafiseh Rezaie,Hadi Akbar zadeh,Mojtaba Alaei
نفیسه رضائی بادافشانی (استاد مشاور) هادی اکبرزاده (استاد راهنما) مجتبی اعلائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Homa Karimi
هما کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Bi 3 Mn 4 O 12 (NO 3 ) is a honeycomb bilayers antiferromagnet, each consists of Mn +4 (3d 3 , S=3/2) ions. The Curie-Weiss temperature has a large value of ? =-257K, this indicates strong AF interactions and the presence of LRO in this compound, however, there is no sign of LRO down to very low temperatures. This compound is the first honeycomb lattice system that shows no long-range ordering. The absence of magnetic LRO has been considered by theoretical and experimental scientists and is confirmed by different experiments such as Neutron Scattering experiments. Ab-initio methods based on DFT have also suggested an effective spin Hamiltonian for this substance. This Hamiltonian involves the Heisenberg antiferromagnetic spin interactions. The presence of frustration effects on this system is appropriate to compare different Monte Carlo methods. In this thesis, by considering a Heisenberg antiferromagnetic spin model, we compare the results of implementing two Monte Carlo methods, the metropolis algorithm(MC) and the parallel tempering algorithm(PT), in the calculation of spin correlation function and neutron structure factor. By this aim, we use ”MCARLO” code, to do simulate the behavior of this system. In order to discover the behavior of BMNO, we calculated the inter-layer spin-spin correlation function and also to investigate the nature of its phase, neutron structure factor has been calculated as a function of T in [hl0] plane. the computational cost of calculation and also ”seed” dependence of the magnitude of spin correlation function by using the metropolis algorithm lead to substitute a better algorithm. For this purpose, we used the PT algorithm. In this step, we re-calculate the thermodynamic quantities and compare them with the results of the metropolis algorithm and ensure that our assumptions are correct. We also calculate inter-layer spin-spin correlation function and neutron structure factor by use of PT algorithm and showed that without using different conditions, the correct results of BMNO behavior can be obtained.
Bi 3 Mn 4 O 12 (NO 3 ) یک شبکه‌ی پادفرومغناطیس دو لایه با صفحه‌های مغناطیسی لانه‌زنبوری، متشکل از اتم‌های(Mn +4 (3d S=3/2 است. دمای کوری-وایس این ترکیب، مقداری به بزرگی ? =-257Kرا دارد. این‌ مقدار مشخص‌کننده‌ی حضور برهم‌کنش‌های قوی پادفرومغناطیس و نشان‌دهنده‌ی حضور نظم بلندبرد در این ترکیب است. با این وجود تا دماهای بسیار پایین هیچ اثری از نظم بلندبرد مغناطیسی در آن مشاهده نمی‌شود. این ترکیب اوّلین سیستم پادفرومغناطیس با شبکه‌ی لانه‌زنبوری است که هیچ نظم بلندبردی را نشان نمی‌دهد. عدم حضور نظم بلندبرد مغناطیسی در این ترکیب مورد توجّه دانشمندان نظری و تجربی قرار گرفته است. با انجام آزمایش‌های تجربی مختلف،‌ که از جمله مهم‌ترین آن‌ها آزمایش‌های پراکندگی نوترونی است، عدم حضور نظم بلندبرد مغناطیسی و حضور یک ناکامی مغناطیسی قوی اثبات شده است. مطالعات ابتدا به ساکن بر مبنای نظریه‌ی تابعی چگالی نیز یک هامیلتونی اسپینی مؤثر را برای این ماده پیشنهاد داده است. این هامیلتونی شامل برهم‌کنش‌های اسپینی پادفرومغناطیس هایزنبرگ است. حضور ناکامی در این سیستم، برای مقایسه‌ی روش‌های مختلف مونت کارلو مناسب است. در این پایان‌نامه نیز با درنظرگیری یک مدل اسپینی پادفرومغناطیس هایزنبرگ، با استفاده از کد mcarlo به مقایسه‌ی نتایج حاصل از اجرای دو روش مونت کارلو یعنی الگوریتم متروپلیس و الگوریتم مبادله‌ی پیکربندی‌ها می‌پردازیم. در گام نخست، برای شناسایی رفتار شبکه‌یBMNO، به محاسبه‌ی همبستگی اسپین-اسپین در بین دو لایه‌ی شبکه‌ی لانه‌زنبوری پرداخته‌ایم. هم‌چنین برای تحقیق در مورد ماهیّت فاز آن، در پایین دمای گذار مقدار تابع ساختار پراکندگی نوترونی را در صفحه‌ی [hl0] محاسبه کرده‌ایم. افزایش زمان و حجم محاسباتی هنگام محاسبه‌ی تابع همبستگی اسپینی بین لایه‌ای به روش الگوریتم متروپلیس و هم‌چنین بستگی این روش به نقطه‌ی شروع محاسبات، موجب شد که روش بهتری را جایگزین آن کنیم. از این رو در بخش دوم، از الگوریتم مبادله‌ی پیکربندی‌ها استفاده کرده‌ایم. در این مرحله، ضمن محاسبه‌ی مجدد کمیّت‌های ترمودینامیکی و مقایسه‌ی آن‌ها با نتایج حاصل از الگوریتم متروپلیس و کسب اطمینان از درستی پیش فرض‌هایمان، به محاسبه‌ی تابع همبستگی اسپینی بین لایه‌ای و تابع ساختار نوترونی به روش الگوریتم مبادله‌ی پیکربندی‌ها پرداخته‌ایم و نشان می‌دهیم که بدون تکرار محاسبات با شرایط اوّلیه‌ی متفاوت‌، می‌توان در روش مبادله‌ی پیکربندی‌ها به نتیجه‌ی درستی از رفتار BMNO رسید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی