ANNNI模型全稱軸向次近鄰易辛模型,是一種統計力學模型,是易辛模型的變種。對於易辛模型晶格中每一個格點,在與其最近鄰格點鐵磁性自旋相互作用的基礎上,加入了與軸向次近鄰格點的反鐵磁性相互作用。這兩種相互作用的競爭使得此模型在不同條件下呈現不同的。它是用於描述一些晶體中複雜的空間超結構英語Superstructure (condensed matter)的最簡易模型。

此模型最早在1961年由牛津大學的Roger Elliott英語Roger Elliott (physicist)提出,用於描述晶體在低溫下磁矩呈現的正弦有序相。[1]不過ANNNI模型這個命名最早出現在1980年麥可·費希爾Walter Selke英語Walter Selke的論文。[2]此模型為理解很多晶體磁性方面的實驗結果提供了理論基礎,包括磁鐵合金吸附劑同質異形體多鐵性體英語Multiferroics等固體,[3] 尤其是關於通約和不可通約的結構[4]以及它們轉化過程的相變。

模型

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該模型的哈密頓量為

 

其中 表示最近鄰格點間的自旋相互作用, 表示軸向次近鄰格點的相互作用, 是自旋相互作用得到強度, 是反鐵磁性相對於鐵磁性相互作用的強度。當 時該模型等價於易辛模型。

參考資料

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  1. ^ R. J. Elliott. Phenomenological discussion of magnetic ordering in the heavy rare-earth metals. Phys. Rev. 1961, 124 (2): 346–353. Bibcode:1961PhRv..124..346E. doi:10.1103/PhysRev.124.346. 
  2. ^ M.E. Fisher and W. Selke英語Walter Selke. Infinitely many commensurate phases in a simple Ising model. Phys. Rev. Lett. 1980, 44 (23): 1502–1505. Bibcode:1980PhRvL..44.1502F. doi:10.1103/PhysRevLett.44.1502. 
  3. ^ W. Selke. The ANNNI model—Theoretical analysis and experimental application. Physics Reports. 1988, 170 (4): 213–264. Bibcode:1988PhR...170..213S. doi:10.1016/0370-1573(88)90140-8. 
  4. ^ P. Bak英語Per Bak. Commensurate phases, incommensurate phases, and the devil's staircase. Reports on Progress in Physics. 1982, 45 (6): 587–629. Bibcode:1982RPPh...45..587B. doi:10.1088/0034-4885/45/6/001.