Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Rafael Monteiro, 1981-
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849
Resumo: Orientadores: Harry Westfahl Junior, Amir Ordacgi Caldeira
id UNICAMP-30_73157fd2fc9767f9dc08de5bc3daac82
oai_identifier_str oai::422929
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Propriedades físicas de sistemas com interações competitivasPhysical properties of systems with competing interactionsAuto-organizaçãoFases inomogêneasBrazovskii, Modelo deFerromagnetos dipolaresIsolantes de MottSelf-organizationInhomogeneous phasesBrazovskii modelDipolar ferromagnetsMott insulatorsOrientadores: Harry Westfahl Junior, Amir Ordacgi CaldeiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Um dos objetivos centrais das Ciências Naturais é relacionar as estruturas dos mais diversos sistemas com as funções particulares que os caracterizam. Por exemplo, no que se refere a materiais, sejam eles sintéticos ou biológicos, a ciência está constantemente buscando a predição de diferentes propriedades macroscópicas a partir do conhecimento das suas estruturas mi- croscópicas. Nesta tese, investigamos as propriedades magnéticas e de transporte de sistemas que apresentam interações competitivas em diferentes escalas de comprimento. Como resultado desta competição, surge um estado termodinâmico caracterizado por um parâmetro de ordem modulado, dando origem a uma série de con.gurações espacialmente inomogêneas. A termo- dinâmica destes estados modulados pode ser descrita pelo chamado modelo de Brazovskii, que prevê uma transição de primeira ordem, induzida pelas .utuações do parâmetro de ordem, entre a fase homogênea e a fase modulada. Há uma vasta gama de sistemas encontrados na Natureza que parecem se encaixar nesta descrição de Brazovskii, compreendendo estruturas tão díspares quanto cristais líquidos e condensados de píons em estrelas de nêutrons. No presente trabalho, investigamos dois sistemas físicos particulares. Motivados pela rica variedade de domínios obser- vados experimentalmente em filmes finos magnéticos, estudamos as propriedades magnéticas de blocos ferromagnéticos dipolares com dimensões finitas e condições de contorno não-periódicas. Desenvolvendo uma modelagem baseada na solução da Hamiltoniana de Brazovskii, pudemos explicar, de maneira inédita e consistente, a estrutura de domínios magnéticos dos filmes finos de MnAs:GaAs, um promissor candidato a aplicações no campo da spintrônica. Além disso, estabelecemos uma relação clara entre o fenômeno de reorientação magnética e a mudança na forma das curvas de histerese observada nesses filmes. O segundo tipo de sistemas que in- vestigamos foram os isolantes de Mott, cujas propriedades de transporte foram determinadas a partir do modelo de redes de resistores correlacionados. Considerando que a transição de Mott térmica pertence à classe de universalidade de Ising, mostramos que a condutividade macroscópica depende não apenas da magnetização, mas também da densidade de energia, dando origem a um comportamento de crossover. Através destes resultados, lançamos luz sobre a aparente e misteriosa incoerência entre as previsões teóricas e as medidas experimentais recentes envolvendo isolantes de Mott não-dopados. Prosseguindo para as fases inomogêneas dos isolantes de Mott dopados, estudamos a condutividade macroscópica das mesofases eletrônicas com ordenamento de carga esmético e nemático, as quais são encontradas nos niquelatos e nos cupratos, respectivamente. Inspirados nos conceitos da Física dos cristais líquidos, expressamos de forma bastante intuitiva a relação entre as propriedades de transporte e a termodinâmica das mesofases eletrônicas anisotrópicas, descrita pelo modelo de BrazovskiiAbstract: Natural Sciences is to relate the structures of systems to example, in what concerns materials, either synthetic or for the prediction of different macroscopic properties from the knowledge of their microscopic structure. In this thesis, we investigate the magnetic and transport properties of systems with competing interactions in distinct length scales. As a result of such a competition, there is a thermodynamic state characterized by a modulated order parameter, originating a set of spatially inhomogeneous con½gurations. The thermodynamics of these modulated states can be described by the so-called Brazovskii model, which predicts a fluctuation induced first order transition from the homogeneous phase to the modulated phase. There is a large diversity of systems for which the Brazovskii description seems suitable, including utterly disparate structures such as liquid crystals and pion condensates in neutron stars. In the present work, we investigate two particular physical systems. Motivated by the rich variety of domains experimentally observed in magnetic thin films, we study the magnetic properties of ferromagnetic dipolar slabs with finite dimensions and non-periodic boundary conditions. After developing a model based on the solution of the Brazovskii Hamiltonian, we were able to explain, in a consistent and novel way, the magnetic domain structures of MnAs:GaAs thin films, which are promising candidates for spintronics devices. Moreover, we established a clear connection between the film's magnetic reorientation and the experimentally observed change in the hysterisis loops shape. The second class of systems we investigated were the Mott insulators, whose transport properties were determined from the correlated resistor network model. After considering that the finite temperature Mott transition belongs to the Ising universality class, we showed that the macroscopic conductivity depends not only on the magnetization, but also on the energy density, giving rise to crossover behaviour. Using these results, we shed light upon the apparent and mysterious inconsistency between the theoretical predictions and the experimental measurements regarding undoped Mott insulators. Proceeding to the inhomogeneous phases of doped Mott insulators, we studied the macroscopic conductivity of electronic mesophases with smectic and nematic charge ordering, which are found in the nickelates an in the cuprates, respectively. Inspired by the concepts from the Physics of liquid crystals, we expressed in an intuitive way the connection between the transport properties and the thermodynamics of anisotropic electronic mesophases described by the Brazovskii modelDoutoradoFísica da Matéria CondensadaDoutor em Ciências[s.n.]Westfahl Junior, Harry, 1972-Caldeira, Amir Ordacgi, 1950-Silva, Eduardo Granado Monteiro daSchulz, Peter Alexander BleinrothLewenkopf, Caio HenriqueBarci, Daniel GustavoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFernandes, Rafael Monteiro, 1981-20082008-06-06T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf161 p. ; il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849FERNANDES, Rafael Monteiro. Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas. 2008. 161 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/422929porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-11T13:50:51Zoai::422929Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-11T13:50:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
Physical properties of systems with competing interactions
title Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
spellingShingle Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
Fernandes, Rafael Monteiro, 1981-
Auto-organização
Fases inomogêneas
Brazovskii, Modelo de
Ferromagnetos dipolares
Isolantes de Mott
Self-organization
Inhomogeneous phases
Brazovskii model
Dipolar ferromagnets
Mott insulators
title_short Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
title_full Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
title_fullStr Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
title_full_unstemmed Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
title_sort Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas
author Fernandes, Rafael Monteiro, 1981-
author_facet Fernandes, Rafael Monteiro, 1981-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Westfahl Junior, Harry, 1972-
Caldeira, Amir Ordacgi, 1950-
Silva, Eduardo Granado Monteiro da
Schulz, Peter Alexander Bleinroth
Lewenkopf, Caio Henrique
Barci, Daniel Gustavo
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Programa de Pós-Graduação em Física
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Fernandes, Rafael Monteiro, 1981-
dc.subject.por.fl_str_mv Auto-organização
Fases inomogêneas
Brazovskii, Modelo de
Ferromagnetos dipolares
Isolantes de Mott
Self-organization
Inhomogeneous phases
Brazovskii model
Dipolar ferromagnets
Mott insulators
topic Auto-organização
Fases inomogêneas
Brazovskii, Modelo de
Ferromagnetos dipolares
Isolantes de Mott
Self-organization
Inhomogeneous phases
Brazovskii model
Dipolar ferromagnets
Mott insulators
description Orientadores: Harry Westfahl Junior, Amir Ordacgi Caldeira
publishDate 2008
dc.date.none.fl_str_mv 2008
2008-06-06T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv (Broch.)
https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849
FERNANDES, Rafael Monteiro. Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas. 2008. 161 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849. Acesso em: 2 set. 2024.
identifier_str_mv (Broch.)
FERNANDES, Rafael Monteiro. Propriedades físicas de sistemas com interações competitivas. 2008. 161 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849. Acesso em: 2 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1606849
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/422929
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
161 p. ; il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809188983270277120

Registros relacionados