Repositorio
Institucional

VOGEL, EE

CARTES, J

CONTRERAS, S

LEBRECHT, W

VILLEGAS, J

GROUND-STATE PROPERTIES OF FINITE SQUARE AND TRIANGULAR ISING LATTICES WITH MIXED EXCHANGE INTERACTIONS

AMER PHYSICAL SOC

PHYSICAL REVIEW B

en

Small Ising lattices with both ferromagnetic (F) and antiferromagnetic (AF) exchange interactions (or bonds) and increasing numbers of spins are studied by means of two independent methods: computational solutions to the Hamiltonian problem and topological counting of frustration paths. Equal magnitudes and concentrations are assumed for both types of bonds. Two different geometries are considered: square lattices (SL's) with coordination number 4 and triangular lattices (TL's) with coordination number 6. Two-dimensional samples with a total number of spins N between 4 and 64 are considered for SL's, while N is varied between 4 and 44 for TL's. They are distributed in two-dimensional arrays where periodic boundary conditions are imposed. After an array is selected, bond distributions (samples) are independently and randomly generated in fixed positions. The physical parameters are then calculated exactly for each sample. The emphasis here is on the ground-state properties and their dependence with size and shape for the two kinds of lattices. All magnitudes correspond to a basic statistics over a large number of samples for each array. The following magnitudes are reported: ground-state energy per bond, frustration segment, abundance of first excited states, remnant entropy, low-temperature specific heat, and site order parameters q, p, and h. Parameters p and h are introduced here, showing advantages over other similar magnitudes. The results are in good correspondence with analytic studies for the thermodynamic limit. This means that the spin site correlation (p) tends to vanish as N grows. However, we have found that the shape dependence modulates the behavior of these systems toward the thermodynamic limit. There is no tendency to vanish for the bond correlation parameter (h). For both kinds of lattices h might be a constant independent of size and shape.#Se estudian pequeñas redes de Ising con interacciones de intercambio (o enlaces) ferromagnéticas (F) y antiferromagnéticas (AF) y un número creciente de espines mediante dos métodos independientes: soluciones computacionales al problema hamiltoniano y conteo topológico de caminos de frustración. Se asumen magnitudes y concentraciones iguales para ambos tipos de enlaces. Se consideran dos geometrías diferentes: redes cuadradas (SL) con número de coordinación 4 y redes triangulares (TL) con número de coordinación 6. Se consideran muestras bidimensionales con un número total de espines N entre 4 y 64 para las SL, mientras que N varía entre 4 y 44 para las TL. Estas se distribuyen en matrices bidimensionales donde se imponen condiciones de contorno periódicas. Después de seleccionar una matriz, las distribuciones de enlaces (muestras) se generan de forma independiente y aleatoria en posiciones fijas. Luego, se calculan los parámetros físicos exactos para cada muestra. El énfasis aquí está en las propiedades del estado fundamental y su dependencia con el tamaño y la forma para los dos tipos de redes. Todas las magnitudes corresponden a una estadística básica sobre un gran número de muestras para cada arreglo. Se informan las siguientes magnitudes: energía del estado fundamental por enlace, segmento de frustración, abundancia de primeros estados excitados, entropía remanente, calor específico a baja temperatura y parámetros de orden de sitio q, p y h. Los parámetros p y h se introducen aquí, mostrando ventajas sobre otras magnitudes similares. Los resultados están en buena correspondencia con estudios analíticos para el límite termodinámico. Esto significa que la correlación de sitio de espín (p) tiende a desaparecer a medida que N crece. Sin embargo, hemos encontrado que la dependencia de la forma modula el comportamiento de estos sistemas hacia el límite termodinámico. No hay tendencia a desaparecer para el parámetro de correlación de enlace (h). Para ambos tipos de redes, h podría ser una constante independiente del tamaño y la forma.

artículo original

10.1103/PhysRevB.49.6018

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Física de la Materia Condensada

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GROUND-STATE PROPERTIES OF FINITE SQUARE AND TRIANGULAR ISING LATTICES WITH MIXED EXCHANGE INTERACTIONS

PHYSICAL REVIEW B

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artículo original

AMER PHYSICAL SOC

1098-0121

6018

6027

Materials Science, Multidisciplinary

Physics, Applied

Physics, Condensed Matter

WOS:A1994NA80200028