Propriedades termodinâmicas de gelos de spin artificiais na rede de Penrose

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: João Vitor Nunes Santos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/60493
https://orcid.org/0000-0002-4936-4863
Resumo: A frustração geométrica em materiais conhecidos como gelos de spin tem despertado grande interesse entre os pesquisadores desde a última década. Esses materiais possuem momentos magnéticos que obedecem à regra do gelo magnético, semelhante à regra que as moléculas de água seguem no estado sólido. Os estudos nessa área também envolvem redes de nanoilhas magnéticas, conhecidas como gelos de spin artificiais (GSA). Essas nanoestruturas são fabricadas através de litografia eletrônica, o que permite um controle preciso de sua geometria e interações magnéticas. Diferentemente dos gelos de spin naturais, os GSA permitem a observação direta dos microestados do sistema permitindo a identificação de excitações coletivas como monopolos magnéticos e a investigação de suas propriedades. Neste trabalho estamos interessados no estudo do GSA no ladrilho de Penrose e uma análise mais aprofundada das propriedades do sistema no estudo de fenômenos termodinâmicos. A análise termodinâmica permitirá a compreensão do comportamento das grandezas termodinâmicas como energia, magnetização, calor específico e suscetibilidade magnética. Além disso, investigar a dependência dessas grandezas em relação à temperatura e aos parâmetros do sistema, proporcionando uma visão mais completa de suas propriedades.
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Diferentemente dos gelos de spin naturais, os GSA permitem a observação direta dos microestados do sistema permitindo a identificação de excitações coletivas como monopolos magnéticos e a investigação de suas propriedades. Neste trabalho estamos interessados no estudo do GSA no ladrilho de Penrose e uma análise mais aprofundada das propriedades do sistema no estudo de fenômenos termodinâmicos. A análise termodinâmica permitirá a compreensão do comportamento das grandezas termodinâmicas como energia, magnetização, calor específico e suscetibilidade magnética. Além disso, investigar a dependência dessas grandezas em relação à temperatura e aos parâmetros do sistema, proporcionando uma visão mais completa de suas propriedades.The geometric frustration in materials known as spin ices has awakened great interest among researchers in the last decade. These materials have magnetic moments that obey magnetic ice rule, a rule similar to the one that water molecules retain in the solid state. Studies in this area also involve lattices of magnetic nanoislands, known as artificial spin ices (ASI). These nanostructures are manufactured using electronic lithography, which allows precise control of its geometry and magnetic interactions. Unlike natural spin ices, ASI allow the direct observation of the systems microstate, allowing the identification of colective excitations such as magnetic monopoles and the investigation of their properties. In this work we are interested in the study a ASI in the Penrose tile and further analysis of system thermodynamic properties. Thermodynamic analysis will allow the understanding of the behavior of thermodynamic quantities such as energy, magnetization, specific heat and magnetic susceptibility. In addition, investigating the dependence of these quantities on the temperature and system parameters, provide a more complete view of its properties.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICATermodinâmicaMetamateriaisGelos de spin artificiaisLadrilho de PenroseFrustração geométricaPropriedades termodinâmicasPropriedades termodinâmicas de gelos de spin artificiais na rede de PenroseThermodynamic properties of artificial spin ices on the Penrose latticeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALPropriedades Termodinâmicas de Gelos de Spin Artificiais na Rede de Penrose.pdfPropriedades Termodinâmicas de Gelos de Spin Artificiais na Rede de Penrose.pdfapplication/pdf7219448https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/60493/1/Propriedades%20Termodin%c3%a2micas%20de%20Gelos%20de%20Spin%20Artificiais%20na%20Rede%20de%20Penrose.pdfa45b386e89efd3995bf680df5c7d6212MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/60493/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/604932023-11-06 09:20:47.309oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-11-06T12:20:47Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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