dc.creator | Romitti, Marcos Vinicios | |
dc.date.accessioned | 2019-07-24T15:36:54Z | |
dc.date.available | 2019-07-24T15:36:54Z | |
dc.date.issued | 2019-03-08 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17547 | |
dc.description.abstract | This work investigates the effects of the presence of random magnetic fields (RFs) in
thermodynamic quantities that characterize the spin glass state (VS). We adopt a cluster
spin model that considers long-range disordered interactions between magnetic clusters
and short-range interactions (ferromagnetic, FE, or antiferromagnetic, AF) between spins
belonging to the same cluster, as well as a local random magnetic field acting in each spin,
which can follow a bimodal or Gaussian probability distribution. A replica approach is
adopted to obtain an effective single cluster problem that is solved analytically. For the
system with intracluster FE interactions, we discuss the behavior of order parameters,
specific heat, nonlinear susceptibility and phase diagrams for different configurations of
disorder. In the absence of a random field, the nonlinear susceptibility ( 3) exhibits a
divergence in the freezing temperature (Tf ), while the specific heat shows a broad ma-
ximum at a temperature T , which depends on the FE interaction. In particular, the
intensity of the FE interaction is set to find T around 30% above the Tf , as expected
for conventional VS systems. The presence of RFs alters this scenario, Cm still shows the
maximum in T that is weakly dependent on RF intensity. However, the Tf is shifted to
lower temperatures, considerably increasing the ratio T =Tf . In addition, the divergence
in 3 is replaced by a maximum rounded at a temperature T , which becomes higher than
Tf with increasing the RF intensity. As a consequence, we suggest that the paramagne-
tic (PM) phase is unfolded in three regions: (i) a conventional paramagnetism of high
temperatures (T > T ); (ii) a region with short-range order formation with spins frozen
(T < T < T ) e (iii) a region with slow growth of free energy barriers that retard the
spin dynamics before the transition to VS (Tf < T < T ). These results qualitatively
reproduce some findings for the compound LiHoxY1�����xF4 such as the maximum rounded
at 3, which is triggered by RFs and the deviation of the conventional relation between
Tf and T . For the case with intracluster AF interactions, the results show that the VS
region is gradually reduced with increasing the intensity of the AF couplings until only
a PM phase is found. Thus, we highlight two distinct regions in relation to the disorder:
(i) strong disorder one, where we have a PM/VS second-order phase transition with the
RF decreasing Tf similarly to the case FE; (ii) weak disorder, where only the PM state
with fully compensated clusters and no long range order is found. In this region (ii),
when the RF intensity increase, we observe a VS phase induced by the random field. This
result suggests that the presence of RFs can introduce a VS state in weakly disordered
AF cluster system. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Campos aleatórios | por |
dc.subject | Vidro de spin | por |
dc.subject | Clusters | por |
dc.subject | Desordem | por |
dc.subject | Random fields | eng |
dc.subject | Spin glass | eng |
dc.subject | Clusters | eng |
dc.subject | Disorder | eng |
dc.title | Efeitos de campos magnéticos aleatórios em sistemas de vidro de spin com clusters | por |
dc.title.alternative | Effects of random magnetic fields on spin glass systems with clusters | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Zimmer, Fábio Mallmann | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6328420212181284 | por |
dc.contributor.referee1 | Calegari, Eleonir João | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6030572534512173 | por |
dc.contributor.referee2 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/7244173039310066 | por |
dc.contributor.referee3 | Lazo, Matheus Jatkoske | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2253520712024445 | por |
dc.contributor.referee4 | Erichsen Junior, Rubem | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/2461173825552717 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6332187236852172 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |