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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Interação Kondo e seu Impacto na Frustração
Autor(es): JOÃO AUGUSTO RIBEIRO DOS SANTOS
Primeiro orientador: FABIO MALLMANN ZIMMER
Resumo: Diversos estudos em física estão interessados em comportamentos magnéticos dos materiais, por exemplo o efeito magnetocalórico e transições de fase, os quais podem ser estudados em sistemas com frustração geométrica. A frustração em um sistema magnético acontece quando não é possível minimizar todas as contribuições para a energia potencial simultaneamente, em particular, quando a causa disso for a geometria da rede de spins, tal situação ganha o nome de frustração geométrica (FG), gerando assim contribuições interessantes para diversas áreas, como as redes neurais. Além disso, também é de interesse a interação Kondo, a qual contribui nas áreas de férmions pesados e pontos quânticos. O efeito Kondo acontece quando há blindagem dos momentos localizados devido ao acoplamento entre os spins dos elétrons de condução e dos elétrons localizados, o que pode afetar as interações frustradas. Portanto, foi tomado como objetivo estudar o que pode acontecer com uma rede frustrada na presença de interação Kondo. Para isso, foi adotado como modelo uma rede triangular com elétrons de condução que realizam a interação Kondo (K_{AF}) e interações antiferromagnéticas (AF) anisotrópicas entre spins primeiros vizinhos de elétrons localizados, as quais levam a FG. Para resolução desse problema foi utilizado a Teoria de Campo Médio com Clusters, em que o sistema efetivo é um cluster triangular de três sítios de spin com um único elétron de condução. O hamiltoniano desse sistema efetivo é descrito por uma parte de interações intracluster (resolvido por Diagonalização exata) e outra entre clusters, essa última aproximada por campos médios que levam a equações autoconsistentes. Em baixas temperaturas (T= 0.05) a FG domina sob os efeitos das flutuações térmicas, assim fazendo com que o sistema apresente uma fase AF frustrada, mas ao aumentar a T apresenta uma transição para a fase paramagnética, em que a temperatura crítica aumenta com a intensidade do parâmetro de troca J_{AF}, e diminui com o aumento de K_{AF}, assim evidenciando o caráter competitivo entre esses dois parâmetros e a temperatura.
Abstract: Several studies in physics are interested in the magnetic behaviors of materials, for example the magnetocaloric effect and phase transitions, which can be studied in sistems with geometric spin frustration. Frustration in a magnetic system occurs when it is not possible to minimize all contributions to potential energy simultaneously, in particular, when the cause of this is the geometry of the spin lattice, such a situation is called geometric frustration (FG), thus generating interesting contributions to several areas, such as neural networks. Furthermore, the Kondo interaction is also of interest, which contributes in the areas of heavy fermions and quantum dots. The Kondo effect occurs when there is shielding of localized moments due to the coupling between the spins of conduction electrons and localized electrons, which can affect frustrated interactions. Therefore, the objective was to study what can happen to a frustrated lattice in the presence of Kondo interaction. For this purpose, a triangular lattice was adopted as a model with conduction electrons that perform the Kondo interaction, and anisotropic antiferromagnetic (AF) interactions between neighboring first spins of localized electrons, which lead to FG. To solve this problem, Mean Field Theory with Clusters was used, in which the effective system is a triangular cluster of three spin sites with a single conduction electron. The Hamiltonian of this effective system is described by a part of intra-cluster interactions (solved by exact Diagonalization) and another between clusters, the latter approximated by mean fields that lead to self-consistent equations. At low temperatures (T = 0.05) the FG dominates under the effects of thermal fluctuations, thus causing the system to present a frustrated AF phase, but when increasing T it presents a transition to the paramagnetic phase, in which the critical temperature increases with the intensity of the exchange parameter J_{AF}, and decreases with the increase in K_{AF}, thus highlighting the competitive nature between these two parameters and temperature.
Palavras-chave: Frustração geométrica
Modelo de Ising
Interação Kondo
transição de fase
antiferromagnetismo.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/10993
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Física - Bacharelado (INFI)

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