低维磁纳米结构由于其非传统的磁性能和在自旋电子学、量子信息及高密度数据存储中的应用前景，已成为研究活动的焦点 [1], [2], [3]。在这些系统中，受石墨烯或多环芳烃启发的二维类有机纳米岛为基本磁现象提供了特殊机会。其降低的维数、有限尺寸效应和强自旋 - 自旋相互作用导致了体材料中无法再现的丰富磁相 [4], [5], [6]。纳米尺度系统中可能出现的最显著特征之一与磁化平台有关，即在外部磁场的某些范围内磁化强度保持恒定 [7], [8]。这些平台通常表明存在自旋挫败、量子效应、亚铁磁性或拓扑稳定自旋构型 [9], [10], [11]。
由以六边形拓扑排列的稠合苯环组成的 ovalene 类纳米岛，是研究此类效应的理想结构平台。它们的混合自旋结构——通常涉及具有不同自旋大小的不等价磁位点——自然导致亚铁磁有序和强交换各向异性 [12]。为了表征此类纳米岛的物理行为并预测这些系统对技术应用的适用性，了解磁化平台如何形成以及其稳定性如何依赖于交换耦合、晶场和边缘几何等微观参数尤为重要。
与此同时，伴随理论背景的发展，计算技术，特别是基于统计物理的技术，为研究纳米尺度的磁性能提供了有力工具。在这些技术中，采用 Metropolis 算法的 MC 方法仍然是模拟复杂自旋系统中热力学行为和磁转变的最可靠工具之一 [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]。这种方法已被广泛应用于混合自旋材料、低维晶格和分子纳米磁体，并能成功重现理论模型和实验研究中的磁化曲线、磁滞回线和平台结构 [24], [25]。
在本文中，我们将探索一个由两种具有混合自旋值的原子组成的 ovalene 类纳米岛系统，即 0053 = 1 和 σ = 7/2。
由于其有限尺寸、独特的边缘几何形状和降低的维数，ovalene 类结构为研究纳米尺度物理现象提供了有趣平台。尽管原始的 ovalene 由于碳原子不具有局域磁矩而本质上是非磁性的，但其明确的几何形状可以作为晶格框架，通过引入有效局域自旋来用于磁性的理论研究。在这项工作中，碳位点由混合自旋 Blume–Capel 模型中的两个不同磁子晶格表示。所选的自旋值，S = 1 和 σ = 7/2，分别受到磁性离子如 Ni2+ 和 Gd3+ 的启发，允许研究不同局域磁矩及其相互作用对磁化平台形成和可调节性的作用，同时保留原始的 ovalene 几何结构。
据我们所知，没有先前的研究采用蒙特卡洛模拟来探索此类系统中的磁化平台。尽管低维磁性取得了显著进展，ovalene 类纳米岛系统中的磁化平台仍然是一个未被探索的领域。
本文旨在对 ovalene 类纳米岛系统内的混合自旋系统进行系统的蒙特卡洛模拟，特别是在 Blume-Capel 模型内。特别强调识别和表征不同晶场强度和亚铁磁相互作用下的磁化平台。为了将目前的工作进一步定位在现有文献中，重要的是要强调，尽管磁化平台已在自旋链、纳米粒子和类石墨烯系统中被广泛报道 [28], [29], [30], [31], [32]，但在具有混合自旋构型的 ovalene 类纳米岛中的调查仍然是未被探索的。与以前研究的几何形状不同，现有系统结合了有限尺寸效应、边缘诱导各向异性和强亚铁磁耦合，导致更丰富的平台结构。因此，本研究不仅将现有模型扩展到了新型多环纳米结构类，还揭示了平台形成中额外的可调谐自由度，这对于多状态磁应用高度相关。
此外，本文展示并讨论了纳米岛磁化平台的行为。第 2 节描述了模型和方法，第 3 节呈现了 T/JSS = 0.1 时的结果，最后，第 4 节总结了研究。
