Efeitos de campos magnéticos aleatórios em sistemas de vidro de spin com clusters
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2019-03-08Metadatos
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Os efeitos da presença de campos magnéticos aleatórios (RFs) em quantidades termodi-
nâmicas que caracterizam um estado vidro de spin (VS) são investigadas neste trabalho.
Adotamos um modelo de spin com clusters que considera interações desordenadas de
longo alcance entre momentos magnéticos de clusters e interações de curto alcance (fer-
romagnética, FE, ou antiferromagnética, AF) entre spins pertencentes ao mesmo cluster,
além de um campo magnético aleatório local atuando em cada spin, o qual pode seguir
uma distribuição de probabilidade bimodal ou gaussiana. Uma abordagem com réplicas é
adotada para obter um problema efetivo de cluster único que é resolvido analiticamente.
Para o sistema com interações intracluster FE, discutimos o comportamento dos parâ-
metros de ordem, calor específico, susceptibilidade não linear e diagramas de fases para
diferentes configurações de desordem. Na ausência de campo aleatório, a susceptibilidade
não linear ( 3) exibe uma divergência na temperatura de congelamento (Tf ), enquanto o
calor específico (Cm) mostra um máximo amplo a uma temperatura T , que depende da
interação FE. Em particular, a intensidade da interação FE é ajustada para localizar T
em torno de 30% acima da Tf , como esperado para sistemas VS convencionais. A pre-
sença de RFs altera este cenário, o Cm ainda mostra o máximo em T que é fracamente
dependente da intensidade do RF. No entanto, a Tf é deslocada para temperaturas mais
baixas, aumentando consideravelmente a relação T =Tf . Além disso, a divergência na 3
é substituída por um máximo arredondado a uma temperatura T , que se torna cada vez
maior que a Tf com o aumento da intensidade do RF. Como consequência, sugerimos que
a fase paramagnética (PM) é desdobrada em três regiões: (i) um paramagnetismo conven-
cional de altas temperaturas (T > T ); (ii) uma região com formação de ordem de curto
alcance com spins congelados (T < T < T ) e (iii) uma região com lento crescimento
de barreiras de energia livre que retardam a dinâmica do spin antes da transição ao VS
(Tf < T < T ). Esses resultados reproduzem qualitativamente algumas descobertas para
o composto LiHoxY1xF4 como o máximo arredondado na 3, comportamento desencade-
ado por RFs e o desvio da relação convencional entre Tf e T . Para o caso com interações
intracluster AF, os resultados mostram que a região VS é gradativamente reduzida com
aumento da intensidade dos acoplamentos AF, até que somente uma fase paramagnética
é encontrada. Assim, destacamos duas regiões distintas em relação à desordem: (i) de-
sordem forte, onde temos uma transição de fase de segunda ordem PM/VS com o RF
decrescendo a Tf semelhante ao caso FE; (ii) desordem fraca, onde somente a fase PM
com clusters totalmente compensados e sem ordem de longo alcance é encontrada. Nessa
região (ii), quando a intensidade do RF é aumentada, observamos o surgimento da fase
VS induzida pelo campo aleatório. Esse resultado sugere que a presença de RFs pode
introduzir um estado VS em sistemas com cluster AF fracamente desordenados.
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