Модель Изинга со смешанным спином в магнитном поле: исследование методом Монте-Карло

Высокоэффективным реплично-обменным алгоритмом метода Монте-Карло исследована модель Изинга со смешанным спином $S=(1/2,1)$ на квадратной решётке. Исследования проведены для фиксированного значения обменных взаимодействий и анизотропии, при которых система в отсутствие внешнего магнитного поля в основном состоянии находится в фрустрированном, сильно вырожденном состоянии. Рассчитаны температурные и полевые зависимости основных термодинамических параметров, таких как энергия E, теплоёмкость С, энтропия S, намагниченность $m$. Получены структуры основного состояния системы при отсутствии и наличии внешнего магнитного поля. Исследовано влияние внешнего магнитного поля на структуру основного состояния и термодинамические параметры системы. Показано, что в отсутствие внешнего поля намагниченность системы равна нулю, однако добавление сколь угодно малого поля приводит к скачкообразному росту намагниченности до величины $m=0.25$. При достижении полем значения $h>4.5$ система переходит в новое состояние с плато намагниченности $m=0.5$. При магнитных полях $h>6.5$ наступает насыщение, все спины в системе упорядочиваются вдоль поля и намагниченность принимает значение $m=0.75$.