Change of the magnetic structure and the generation of the magnetic friction under the lattice motion

晶格运动下磁结构的变化及磁摩擦的产生

基本信息

批准号：
21K13857
负责人：
小松尚登
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University (2022)National Institute for Materials Science (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

自身の過去の研究において取り扱った磁気摩擦の模型において、緩和時間がシステムサイズと共に発散するため、有限サイズ系と熱力学極限での振る舞いが全く異なって見えることが確認されていた。しかし、過去の研究の時点では、平均場理論を用いて熱力学極限の振る舞いの記述をすることは出来ていた一方で、有限サイズ系の考察は理論的な取り扱いの困難さから難航していた。今年度の研究においては、過去に扱った統計力学模型を大幅に簡略化した模型を対象とすることで、有限サイズ系の振る舞いの本質的な部分を理論と数値シミュレーションの両面から考察することを試みた。一般に摩擦の微視的な過程においてはstick状態とslip状態、つまり格子が接触面の作るポテンシャルに捕らわれている状態と、そうならずに格子が運動する状態の区別が重要であることが知られている。本研究で考察した模型においては、パラメータ次第でこれら二つの状態が別個の準安定状態として分離する場合と、そうした分離が発生しない場合の二通りの状況が存在することが判明した。こうした状況の差異は、摩擦力Fと速度vの関係も大幅に変化させる。また、この模型に関して、slip状態の格子の速度が極めて速い極限におけるF-v関係を近似理論的に考察することも行い、その近似の範囲内において当初の期待と異なりF-v関係がDieterich-Ruina則から僅かにずれていることを確認した。この他、前年度に全結合模型に関して行った有限サイズ効果の摂動論的な取り扱いの方法の研究を、相互作用がべき減衰する種の長距離相互作用系に拡張することにも成功した。この研究は将来的に摩擦の理論的模型を考察する際に応用できる可能性がある。

已经证实，在我以前的研究中处理的磁摩擦模型中，放松时间与系统尺寸不同，有限尺寸系统的行为和热力学限制似乎完全不同。但是，在先前的研究时期，尽管可以使用平均场理论来描述热力学限制的行为，但由于理论处理的困难，很难考虑对有限尺寸系统的考虑。在今年的研究中，我们试图通过针对已经显着简化了我们过去处理过的统计力学模型的模型来考虑从理论和数值模拟的有限尺寸系统行为的重要部分。通常知道，在微观摩擦过程中，要区分棍子和滑动状态很重要，即，晶格的触摸表面的电势和晶格移动而不会发生这种情况的状态所捕获的状态。在本研究中讨论的模型中，发现存在两种不同的情况：取决于参数，这两个状态被分开为单独的亚稳态状态，而当不发生这种分离时。在情况下的这些差异还显着改变了摩擦力F和速度诉诉。此外，关于这种模型，我们还检查了在限制下的F-V关系，而滑动状态晶格的速度非常快，我们已经确认，在近似中，F-V的关系在Dieterich-Ruina-Ruina Rue timike the Privene of Digation Pressive中略有下降。此外，我们还成功地扩展了对上一年对全面连接模型进行有限尺寸效应的扰动处理的研究，以升至相互作用相互作用的远程相互作用系统。这项研究可能会用于将来考虑摩擦理论模型的考虑。