Propriedades termodinâmicas de sistemas magnéticos frustrados
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9E3GE4 |
Resumo: | Neste trabalho, apresentamos algumas propriedades termodinâmicas do modelo de Heisenberg anisotrópico com interações antiferromagnéticas em duas e três dimensões. Primeiramente, usando a teoria de ondas de spin linear, determinamos o diagrama de fase quântico do modelo de Heisenberg ferrimagnético em uma rede quadrada com uma anisotropia espacial entre os segundos vizinhos. Mostramos que a anisotropia entre os segundos vizinhos pode induzir uma fase magneticamente desordenada no caso (1,1/2), somente quando a frustração entre os spins 1/2 é maior que a frustração entre os spins 1. Em seguida, usando a teoria de ondas de spin modificada, estudamos o modelo de Heisenberg antiferromagnético de spin-1, frustrado em uma rede quadrada. Nesse modelo, consideramos uma anisotropia de eixo fácil e uma anisotropia de exchange entre os primeiros vizinhos. Determinamos as possíveis regiões desordenadas e calculamos a temperatura crítica do sistema como função dos parâmetros de anisotropia. Na parte final da tese, usamos a técnica do bond operator para estudar o modelo de Heisenberg antiferromagnético (spin 1) com anisotropia de plano fácil. Primeiramente, realizamos um estudo da rede cúbica com interação entre primeiros, segundos e terceiros vizinhos, no qual apresentamos o diagrama de fase do sistema em temperatura zero e finita. Mostramos que a interação entre terceiros vizinhos induz uma fase desordenada no diagrama de fase quântico. Em seguida, estudamos a rede cúbica com interação entre primeiros vizinhos e com acoplamento entre os planos. Consideramos o modelo quase bidimensional << 1 com as anisotropias de plano fácil D e intra-plano Dx. Aplicando um campo magnético externo h na direção do eixo z, calculamos a magnetização m na direção do eixo z e a magnetização mx perpendicular ao eixo z. Nossos resultados indicam que a anisotropia Dx reduz mx e a temperatura crítica Tc, enquanto e h induzem ordem de longo alcance no sistema. |
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Antonio Sergio Teixeira PiresBismarck Vaz da CostaJose Guilherme Martins A MoreiraAdilson Jesus Aparecido de OliveiraAfranio Rodrigues PereiraGriffith Mendonça Andrade Sousa2019-08-11T01:44:00Z2019-08-11T01:44:00Z2013-10-14http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9E3GE4Neste trabalho, apresentamos algumas propriedades termodinâmicas do modelo de Heisenberg anisotrópico com interações antiferromagnéticas em duas e três dimensões. Primeiramente, usando a teoria de ondas de spin linear, determinamos o diagrama de fase quântico do modelo de Heisenberg ferrimagnético em uma rede quadrada com uma anisotropia espacial entre os segundos vizinhos. Mostramos que a anisotropia entre os segundos vizinhos pode induzir uma fase magneticamente desordenada no caso (1,1/2), somente quando a frustração entre os spins 1/2 é maior que a frustração entre os spins 1. Em seguida, usando a teoria de ondas de spin modificada, estudamos o modelo de Heisenberg antiferromagnético de spin-1, frustrado em uma rede quadrada. Nesse modelo, consideramos uma anisotropia de eixo fácil e uma anisotropia de exchange entre os primeiros vizinhos. Determinamos as possíveis regiões desordenadas e calculamos a temperatura crítica do sistema como função dos parâmetros de anisotropia. Na parte final da tese, usamos a técnica do bond operator para estudar o modelo de Heisenberg antiferromagnético (spin 1) com anisotropia de plano fácil. Primeiramente, realizamos um estudo da rede cúbica com interação entre primeiros, segundos e terceiros vizinhos, no qual apresentamos o diagrama de fase do sistema em temperatura zero e finita. Mostramos que a interação entre terceiros vizinhos induz uma fase desordenada no diagrama de fase quântico. Em seguida, estudamos a rede cúbica com interação entre primeiros vizinhos e com acoplamento entre os planos. Consideramos o modelo quase bidimensional << 1 com as anisotropias de plano fácil D e intra-plano Dx. Aplicando um campo magnético externo h na direção do eixo z, calculamos a magnetização m na direção do eixo z e a magnetização mx perpendicular ao eixo z. Nossos resultados indicam que a anisotropia Dx reduz mx e a temperatura crítica Tc, enquanto e h induzem ordem de longo alcance no sistema.In this work, we present some thermodynamic properties of the anisotropic Heisenberg model with antiferromagnetic interactions in two and three dimensions. First, we study the zero temperature properties of the two-dimensional spatially anisotropic ferrimagnet with competing interactions, using the linear spin-wave theory, and considering pairs of mixed-spins in the set (1/2,1,3/2). For some values of the anisotropy parameter, we find a small region magnetically disordered in the phase diagram. Using a modified spin wave theory, the ordered phases of the two dimensional S=1 antiferromagnet with next and near next neighbor exchange interactions and easy axis single ion anisotropy on the square lattice are studied. We calculate the phase diagram at T = 0, and some thermodynamic quantities at finite temperatures. In the final part of the thesis, we use the bond operator technique to study the antiferromagnetic Heisenberg model with spin S=1 with easy plane anisotropy. We study the effects of frustration between nearest, next-nearest neighbor and next-next-nearest neighbors (NNN) of the quantum S=1 anisotropic antiferromagnetic Heisenberg model on a simple cubic lattice with single ion anisotropy. We calculate the phase diagram at zero temperature and the gap as a function of temperature in the disordered paramagnetic phase. Finally, we study the cubic lattice with interaction between nearest neighbors and a coupling between planes. We have considered an in-plane single ion anisotropy D and an intra-plane anisotropy Dx. Applying an external magnetic field h in the z direction, we calculate: i) the magnetization m in the direction of the field. ii) the magnetization mx in the plan perpendicular to the z axis. Our results indicate that the anisotropy Dx reduces mx and critical temperature Tc, while y and h induce long-range order in the system.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGAntiferromagneto quânticoAntiferromagnetismoModelo de HeisenbergMagnetismo quânticoFísicaFísicaPropriedades termodinâmicas de sistemas magnéticos frustradosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALvers_o_corrigida_da_tese_de_doutorado__griffith__1_.pdfapplication/pdf3487791https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-9E3GE4/1/vers_o_corrigida_da_tese_de_doutorado__griffith__1_.pdf1f3be279c66e4dcccc8f06a47ab2602eMD51TEXTvers_o_corrigida_da_tese_de_doutorado__griffith__1_.pdf.txtvers_o_corrigida_da_tese_de_doutorado__griffith__1_.pdf.txtExtracted texttext/plain136693https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-9E3GE4/2/vers_o_corrigida_da_tese_de_doutorado__griffith__1_.pdf.txt0db4b63d815e37bd0770498e38d44a2aMD521843/BUBD-9E3GE42019-11-14 07:59:13.723oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-9E3GE4Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T10:59:13Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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