Perubahan Fase Feromagnetik Model Spin Dodecahedral pada Kisi Quasi-Tiga Dimensi Menggunakan Simulasi Monte Carlo = Ferromagnetic Phase Transition of Dodecahedral Spin Model on the Quasi-Three-Dimensional Lattices Using Monte Carlo Simulation

Telah dilakukan studi perubahan fase feromagnetik model spin dodecahedral pada kisi multilayers yang merepresentasikan sistem quasi-tiga dimensi (quasi-3D). Model spin dodecahedral merupakan model diskret dari model Heisenberg yang kontinu. Setiap spin model ini dapat memilih satu dari 20 keadaan yang diorientasikan dari titik pusat ke titik-titik sudut dodecahedral. Perubahan fase dari model dodecahedral sudah banyak diteliti pada berbagai sistem 2D, namun pada kasus kisi quasi-3D belum diamati. Tujuan utama dari studi ini yaitu untuk membuktikan keberadaan perilaku silang (crossover behavior) dari sistem ketika sistemnya diubah dari kasus 2D ke 3D (atau quasi-3D). Ukuran dari sistem quasi-3D yang digunakan untuk simulasi adalah L_s x L_s x n_L, dimana L_s adalah ukuran linear kisi dan n_L merepresentasikan jumlah lapisan. Beberapa nilai n_L dan L_s disimulasikan menggunakan metode Monte Carlo dengan algoritma replica-exchange, kemudian dihitung beberapa besaran fisis; yaitu: energi dalam, panas jenis, entropi, energi bebas, dan juga parameter keteraturan. Sedangkan, temperatur kritis dan eksponen kritis untuk setiap nilai n_L dan L_s diestimasi menggunakan metode finite size scaling (FSS). Berdasarkan simulasi yang dilakukan, diperoleh bahwa temperatur kritis sistem meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah layer, sedangkan eksponen nu menurun saat jumlah layer meningkat. Selain itu, eksponen nu untuk setiap n_L juga memiliki nilai yang berbeda dengan eksponen dari sistem 2D maupun 3D penuh. Perbedaan nilai nu tersebut mengindikasikan keberadaan perilaku crossover behavior saat sistem berubah dari kasus 2D ke 3D, sedangkan peningkatan temperatur kritis saat jumlah layer meningkat disebabkan oleh pengaruh dimensionalitas (dimensionality effect).