Efeitos de frustração geométrica em antiferromagnetos desordenados com clusters
Abstract
Em sistemas magnéticos, a frustração - associada à incapacidade de satisfazer todas as
interações simultaneamente - tem revelado uma grande riqueza fenomenológica. Em particular,
desordem e características geométricas são possíveis fontes de frustração. Sistemas
que coadunam estas duas fontes geralmente dão origem a uma série de problemas desafiadores.
No presente trabalho, abordamos a relação entre frustração geométrica (FG) e
interações desordenadas, focando na rica fenomenologia subjacente ao aparecimento da
fase vidro de spin com clusters (VSC). Dentre as técnicas consideradas estão as abordagens
com clusters dos modelos de van Hemmen e de Sherrington-Kirkpatrick, bem como
teorias de campo médio com clusters. Através desses métodos, investigamos modelos
de spins de Ising nas redes quadrada J1-J2, kagome e checkerboard na presença de desordem
intercluster. No estudo das redes quadrada e kagome, focamos no aparecimento
da fase VSC em baixos níveis de desordem em sistemas frustrados, problema este com
grande motivação experimental. Nossos resultados para a rede quadrada indicam que
o aumento da frustração (através do ajuste da relação J2=J1) reduz a desordem mínima
necessária para a estabilização da fase VSC na rede quadrada. Um resultado particularmente
interessante ocorre na rede kagome, na qual uma desordem infinitesimal leva a
um estado fundamental VSC. Esses resultados podem ser comparados às observações
experimentais para o composto Co3Mg(OH)6Cl2, que é apontado como uma realização da
rede kagome de Ising antiferromagnética. Além disso, investigamos os efeitos de FG no
aparecimento de reentrâncias considerando modelos com desordem entre clusters antiferromagnéticos
e a presença de campo magnético externo longitudinal. Nossos resultados
indicam que magnetos com clusters são protótipos para a observação de congelamento
inverso. Além disso, para níveis baixos de desordem, observamos o aparecimento da fase
VSC induzida por campo externo, indicando que antiferromagnetos com clusters também
são candidatos para a observação de fases vítreas induzidas por campo externo.
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