Estudo de um sistema clÃssico de dipolos magnÃticos carregados em estruturas de bicamadas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Igor Rochaid Oliveira Ramos
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=5443
Resumo: Estudamos as estruturas e as propriedades dinÃmicas de um cristal clÃssico bidimensional (2D) em bicamadas de partÃculas dipolares magnÃticas carregadas em um arranjo no qual os dipolos sÃo perpendiculares Ãs camadas e com mesma densidade de partÃculas em cada camada. A energia do sistema à devido à interaÃÃo carga - carga (interaÃÃo coulom- biana) e a interaÃÃo dipolo - dipolo. Devido ao fato dessas interaÃÃes serem de longo alcance, usamos o mÃtodo da soma de Ewald para obter uma expressÃo para a energia envolvendo somas que convergem rapidamente. Comparando as energias de possÃveis geometrias do cristal, determinamos o diagrama de fase do sistema em funÃÃo do parÃmetro η (que està relacionado com a distÃncia entre as camadas de dipolos magnÃticos carregados e a densidade de partÃculas) e da intensidade relativa das interaÃÃes elÃtrica e magnÃtica. Mudando a intensidade relativa da interacÃo dipolo - dipolo com respeito à interaÃÃo elÃtrica, podemos encontrar seis diferentes estruturas cristalinas estÃveis em funÃÃo de η. Uma caracterÃstica interessante desse sistema à a possibilidade de permanecer em arranjos nos quais as camadas sÃo ou nÃo deslocadas uma em relaÃÃo a outra, apenas variando a interaÃÃo magnÃtica entre os dipolos, por exemplo, atravÃs de um campo magnÃtico externo. As transiÃÃes entre as estruturas cristalinas podem ser contÃnuas e descontÃnuas. No intuito de investigar a estabilidade das configuraÃÃes de mÃnima energia, calculamos o espectro dos fÃnons do sistema usando a aproximaÃÃo harmÃnica. Para isto, recorremos novamente a tÃcnica de Ewald para obter somas que convergem rapidamente. A anÃlise da relaÃÃo de dispersÃo (fÃnons) revela caracterÃsticas do sistema que sÃo de grande utilidade no estudo da transiÃÃo sÃlido-lÃquido (fusÃo).
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstudo de um sistema clÃssico de dipolos magnÃticos carregados em estruturas de bicamadas.Study of a classical bilayer system of charged magnetic dipoles2010-08-05Wandemberg Paiva Ferreira5181718736896154802315http://lattes.cnpq.br/4591356862706228 Igor Rochaid Oliveira RamosUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsicaUFCBR fÃnons Soma de EwaldCristais de WignerWigner Crystalphonons Ewald summationDINAMICA DA REDE E ESTATISTICA DE CRISTAISEstudamos as estruturas e as propriedades dinÃmicas de um cristal clÃssico bidimensional (2D) em bicamadas de partÃculas dipolares magnÃticas carregadas em um arranjo no qual os dipolos sÃo perpendiculares Ãs camadas e com mesma densidade de partÃculas em cada camada. A energia do sistema à devido à interaÃÃo carga - carga (interaÃÃo coulom- biana) e a interaÃÃo dipolo - dipolo. Devido ao fato dessas interaÃÃes serem de longo alcance, usamos o mÃtodo da soma de Ewald para obter uma expressÃo para a energia envolvendo somas que convergem rapidamente. Comparando as energias de possÃveis geometrias do cristal, determinamos o diagrama de fase do sistema em funÃÃo do parÃmetro η (que està relacionado com a distÃncia entre as camadas de dipolos magnÃticos carregados e a densidade de partÃculas) e da intensidade relativa das interaÃÃes elÃtrica e magnÃtica. Mudando a intensidade relativa da interacÃo dipolo - dipolo com respeito à interaÃÃo elÃtrica, podemos encontrar seis diferentes estruturas cristalinas estÃveis em funÃÃo de η. Uma caracterÃstica interessante desse sistema à a possibilidade de permanecer em arranjos nos quais as camadas sÃo ou nÃo deslocadas uma em relaÃÃo a outra, apenas variando a interaÃÃo magnÃtica entre os dipolos, por exemplo, atravÃs de um campo magnÃtico externo. As transiÃÃes entre as estruturas cristalinas podem ser contÃnuas e descontÃnuas. No intuito de investigar a estabilidade das configuraÃÃes de mÃnima energia, calculamos o espectro dos fÃnons do sistema usando a aproximaÃÃo harmÃnica. Para isto, recorremos novamente a tÃcnica de Ewald para obter somas que convergem rapidamente. A anÃlise da relaÃÃo de dispersÃo (fÃnons) revela caracterÃsticas do sistema que sÃo de grande utilidade no estudo da transiÃÃo sÃlido-lÃquido (fusÃo).We study the structural and dynamical properties of a two-dimensional (2D) classical bi-layer crystal of charged magnetic dipolar particles in a setup where the dipoles are oriented perpendicular to the layers and equal density of charged dipolar particles in each layer. The energy of the system is due to the charge - charge interaction (Coulomb interaction) and the dipole - dipole interaction. Due to the long-range nature of the interactions, we use the Ewald summation method to obtain an expression for the energy involving rapidly convergent sums. By comparing the energies of a number of possible crystal geometries, we determine the phase diagram of the system as a function of the parameter η (which is related to the separation between the layers of charged magnetic dipoles and the particle density) and the relative intensity of the magnetic and electrical interactions. By changing the relative intensity of the dipole - dipole interaction with respect to electrical one, we are able to find six diferent stable crystalline structures as a function of η. An interesting feature of the present model system is the possibility to tune between the matched and staggered arrangements by varying the magnetic interaction between the dipoles, e.g. through an external magnetic field. The phase boundaries of the crystalline structures consist of both continuous and discontinuous transitions. In order to investigate the stability of the minimum energy arrangements we also calculate the phonon spectra of the system within the harmonic approximation. In this case, we resort again on the Ewald technique to obtain the rapidly convergent sums. The analysis of the phonon spectra reveals interesting features which are useful in the study of melting.Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgicohttp://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=5443application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCinstname:Universidade Federal do Cearáinstacron:UFC2019-01-21T11:18:34Zmail@mail.com -
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description Estudamos as estruturas e as propriedades dinÃmicas de um cristal clÃssico bidimensional (2D) em bicamadas de partÃculas dipolares magnÃticas carregadas em um arranjo no qual os dipolos sÃo perpendiculares Ãs camadas e com mesma densidade de partÃculas em cada camada. A energia do sistema à devido à interaÃÃo carga - carga (interaÃÃo coulom- biana) e a interaÃÃo dipolo - dipolo. Devido ao fato dessas interaÃÃes serem de longo alcance, usamos o mÃtodo da soma de Ewald para obter uma expressÃo para a energia envolvendo somas que convergem rapidamente. Comparando as energias de possÃveis geometrias do cristal, determinamos o diagrama de fase do sistema em funÃÃo do parÃmetro η (que està relacionado com a distÃncia entre as camadas de dipolos magnÃticos carregados e a densidade de partÃculas) e da intensidade relativa das interaÃÃes elÃtrica e magnÃtica. Mudando a intensidade relativa da interacÃo dipolo - dipolo com respeito à interaÃÃo elÃtrica, podemos encontrar seis diferentes estruturas cristalinas estÃveis em funÃÃo de η. Uma caracterÃstica interessante desse sistema à a possibilidade de permanecer em arranjos nos quais as camadas sÃo ou nÃo deslocadas uma em relaÃÃo a outra, apenas variando a interaÃÃo magnÃtica entre os dipolos, por exemplo, atravÃs de um campo magnÃtico externo. As transiÃÃes entre as estruturas cristalinas podem ser contÃnuas e descontÃnuas. No intuito de investigar a estabilidade das configuraÃÃes de mÃnima energia, calculamos o espectro dos fÃnons do sistema usando a aproximaÃÃo harmÃnica. Para isto, recorremos novamente a tÃcnica de Ewald para obter somas que convergem rapidamente. A anÃlise da relaÃÃo de dispersÃo (fÃnons) revela caracterÃsticas do sistema que sÃo de grande utilidade no estudo da transiÃÃo sÃlido-lÃquido (fusÃo).
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