Browsing by Author "Murawski, Szymon"
Now showing 1 - 4 of 4
Results Per Page
Sort Options
Item Monte Carlo study of phase separation in magnetic insulators(Polish Academy of Sciences, Institute of Physics, al. Lotników 32-46, PL-02-668 Warsaw, Poland, 2015-02) Murawski, Szymon; Kapcia, Konrad Jerzy; Pawłowski, Grzegorz; Robaszkiewicz, StanisławIn this work we focus on the study of phase separation in the zero-bandwidth extended Hubbard with nearest-neighbors intersite Ising-like magnetic interactions $J$ and on-site Coulomb interactions U. The system has been analyzed by means of Monte Carlo simulations (in the grand canonical ensemble) on two dimensional square lattice (with N=LxL=400 sites) and the results for U/(4J)=2 as a function of chemical potential and electron concentration have been obtained. Depending on the values of interaction parameters the system exhibits homogeneous (anti-)ferromagnetic (AF) or non-ordered (NO) phase as well as phase separation PS:AF/NO state. Transitions between homogeneous phases (i.e. AF-NO transitions) can be of first or second order and the tricritical point is also present on the phase diagrams. The electron compressibility $K$ is an indicator of the phase separation and that quantity is of particular interest of this paper.Item On the phase diagram of the zero-bandwidth extended Hubbard model with intersite magnetic interactions for strong on-site repulsion limit(Polish Academy of Sciences, Institute of Physics, al. Lotników 32-46, Pl-02-668 Warsaw, Poland, 2012-06) Murawski, Szymon; Kapcia, Konrad; Pawłowski, Grzegorz; Robaszkiewicz, StanisławIn this report we have analyzed a simple effective model for a description of magnetically ordered insulators. The Hamiltonian considered consists of the effective on-site interaction (U) and the intersite Ising-like magnetic exchange interaction (J) between nearest neighbors. For the first time the phase diagrams of this model have been determined within Monte Carlo simulation on 2D-square lattice. They have been compared with results obtained within variational approach, which treats the on-site term exactly and the intersite interactions within mean-field approximation. We show within both approaches that, depending on the values of interaction parameters and the electron concentration, the system can exhibit not only homogeneous phases: (anti-)ferromagnetic (F) and nonordered (NO), but also phase separated states (PS: F-NO).Item Some properties of two dimensional extended repulsive Hubbard model with intersite magnetic interactions - a Monte Carlo study(Polish Academy of Sciences, Institute of Physics, al. Lotników 32-46, PL-02-668 Warsaw, Poland, 2014-10) Murawski, Szymon; Kapcia, Konrad Jerzy; Pawłowski, Grzegorz; Robaszkiewicz, StanisławIn this paper the two dimensional extended Hubbard model with intersite magnetic Ising-like interaction in the atomic limit is analyzed by means of the classical Monte Carlo method in the grand canonical ensemble. Such an effective simple model could describe behavior of insulating (anti)ferromagnets. In the model considered the Coulomb interaction (U) is on-site and the magnetic interactions in z-direction (J>0, antiferromagnetic) are restricted to nearest-neighbors. Simulations of the model have been performed on a square lattice consisting of N=LxL=400 sites (L=20) in order to obtain the full phase diagram for U/(4J)=1. Results obtained for on-site repulsion (U>0) show that, apart from homogeneous non-ordered (NO) and ordered magnetic (antiferromagnetic, AF) phases, there is also a region of phase separation (PS: AF/NO) occurrence. We present a phase diagram as well as some thermodynamic properties of the model for the case of U/(4J)=1 (and arbitrary chemical potential and arbitrary electron concentration). The AF-NO transition can be second-order as well as first-order and the tricritical point occurs on the diagram.Item Symulacje układów silnie skorelowanych elektronów z uwzględnieniem oddziaływań kulombowskich i magnetycznych w granicy małej ruchliwości nośników(2015-10-27) Murawski, Szymon; Pawłowski, Grzegorz. PromotorSilne korelacje elektronowe, będąc efektem subatomowym, są odpowiedzialne za wiele makroskopowych efektów, z których najbardziej spektakularne to nadprzewodnictwo i uporządkowania magnetyczne czy kolosalny magnetoopór. Korelacje elektronowe stanowią wyzwanie do opisu teoretycznego, ich kluczowy wpływ na energie systemu nie pozwala na potraktowanie ich jako zaburzenia, konieczne jest uwzględnienie wielorakiego oddziaływania miedzy cząstkami jaki i analizowanie zachowania oddziaływania wielu ciał. Niniejsza praca ma na celu przedstawienie badan nad rozszerzonym modelem Hubbarda w granicy atomowej z uwzględnieniem międzywezłowych oddziaływań magnetycznych na dwuwymiarowej sieci. Model taki może być stosowany do opisu układów magnetycznych izolatorów. Pominiecie członu ruchu kinetycznego elektronów pozwala na zbadanie modelu przy użyciu klasycznych symulacji Monte Carlo, pozwalających na analizę układu w skończonych temperaturach. Symulacje były wykonywane w wielkim rozkładzie kanonicznym, przez co możliwe było wyznaczenie przejść fazowych dla różnych koncentracji elektronów, a także zbadanie zjawiska separacji fazowej. Uzyskane w pracy wyniki pozwoliły na skonstruowanie diagramów fazowych w funkcji potencjału chemicznego oraz koncentracji elektronowej. Układ wykazuje obecność uporządkowanej fazy magnetycznej oraz fazy nieuporządkowanej, przejścia miedzy fazami mogą być pierwszego lub, dla odpowiednio wysokich temperatur, drugiego rodzaju. Poniżej pewnej wartości oddziaływania miedzy cząstkami przejścia są tylko pierwszego rodzaju. Za pomocą badania histerezy układu ustalono także lokalizacje punktu trójkrytycznego, a badania ścisliwości pozwoliły na potwierdzenie separacji fazowej w układzie. W przedstawionej rozprawie podjęto także bardzo aktualny problem równoległych symulacji Monte Carlo. Przedstawiono rozwiązanie opierające się na dystrybucji sieci elektronowej na równoległe procesy i zastosowanie biblioteki MPI do komunikacji miedzy nimi. Podejście to jest możliwe do zastosowania w układach z zewnętrznym polem, gdzie metody klasterowe Wolffa czy Swendsena-Wanga nie mogą być używane. Przedstawiono metodę implementacji tego rozwiązania przy użyciu standardu MPI2 w języku C++. Poprzez pomiary czasu pracy programów obliczono przyspieszenie oraz efektywność zrównoleglania dla dwóch różnych metod podziału sieci. Rezultaty skonfrontowano z implementacja wykorzystująca komunikacje synchroniczna standardu MPI1. Z racji korzystania z limitu nieskończonego odpychania modelu, redukując go do modelu Isinga, zaprezentowano implementacje dystrybucji sieci dla algorytmu Monta Carlo w wielkim rozkładzie kanonicznym i wpływ tego podejścia na wyniki.