This paper presents the results of the estimations made in the process arising from the solution of classical Langevin equation with Brownian motion noise, and generalized, with α-stable noise. We perform the estimation of the parameter λ related to the memory function of such processes and the parameter α when the noise is a process with α-stable distribution. The estimation of λ is obtained from the maximum likelihood method, the ordinary least squares method and from the sample autocovariance function of the process. We discuss the types of noise that may be associated to the Langevin equation and present the Existence and Uniqueness theorem of Kannan and Kannan representation formula, which prove the existence and uniqueness of the solution for the generalized Langevin equation and presents criteria for the form of such solution.

This paper presents the results of the estimations made in the process arising from the solution of classical Langevin equation with Brownian motion noise, and generalized, with α-stable noise. We perform the estimation of the parameter λ related to the memory function of such processes and the parameter α when the noise is a process with α-stable distribution. The estimation of λ is obtained from the maximum likelihood method, the ordinary least squares method and from the sample autocovariance function of the process. We discuss the types of noise that may be associated to the Langevin equation and present the Existence and Uniqueness theorem of Kannan and Kannan representation formula, which prove the existence and uniqueness of the solution for the generalized Langevin equation and presents criteria for the form of such solution.

This paper presents the results of the estimations made in the process arising from the solution of classical Langevin equation with Brownian motion noise, and generalized, with α-stable noise. We perform the estimation of the parameter λ related to the memory function of such processes and the parameter α when the noise is a process with α-stable distribution. The estimation of λ is obtained from the maximum likelihood method, the ordinary least squares method and from the sample autocovariance function of the process. We discuss the types of noise that may be associated to the Langevin equation and present the Existence and Uniqueness theorem of Kannan and Kannan representation formula, which prove the existence and uniqueness of the solution for the generalized Langevin equation and presents criteria for the form of such solution.

Um modelo do tipo Ginzburg-Landau com interações competitivas entre um termo ferromagnético de curto alcance, e outro antiferromagnético de longo alcance (dipolar), é estudado no âmbito de reproduzir a rica fenomenologia de fases moduladas em filmes finos ferromagnéticos. Esse tipo de material pode apresentar ordens intermediárias as de um sólido e um líquido, e suas transições de fase dependem fortemente dos tipos de excitações geométricas que ele suporta. Dentre os estudos teóricos e numéricos, as simulações apresentadas aqui introduzem esse modelo dipolar contínuo como um bom candidato para estudar as fases complexas desse sistema, se mostrando em acordo com resultados experimentais. / A Ginzburg-Landau model with competitive short-range ferromagnetic interactions and long-range (dipolar) antiferromagnetic interactions is studied on the scope to reproduce the rich phenomenology of modulated phases in ferromagnetic thin films. This kind of material can present intermediate order between a solid and a liquid, and its phase transitions depend strongly on the kinds of geometrical excitations that it supports. Amongst the theoretical and numerical studies, the simulations presented here introduce this continuous dipolar model as a good candidate to study the complex phases of this system, showing good agreement with experimental results.

Neste trabalho estudamos os fenômenos observados em filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, onde domínios razoavelmente regulares de faixas dominam o regime de baixas temperaturas a campo nulo. Esses domínios magnéticos de faixas constituem uma realização de fases moduladas presentes em inúmeros sistemas físicos, químicos e biológicos, e são resultados da presença de interaçães competindo em diferentes escalas espaciais. No caso de interesse, a competição entre as interações de troca e dipolar levam à estabilidade de uma estrutura de domínios de faixas que possuem ambas ordens translacional anisotrópica e orientacional, semelhantes às encontradas em filmes de cristais líquidos. Através de um modelo escalar de Landau Ginzburg que captura a formação dos domínios de faixas nos filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, estudamos o efeito das flutuações térmicas atuando nas escalas de comprimento introduzidas pela competição entre as interações, que, aliadas à baixa dimensionalidade do problema, estabelecem fases ordenadas de baixa temperatura com ordem de quase longo alcance, onde defeitos topológicos exercem um papel fundamental. Introduzimos uma técnica de simulação de Langevin para o modelo de Landau Ginzburg, através da qual obtivemos resultados de equilíbrio determinando a natureza das fases de baixa temperatura. Confirmamos junto aos resultados experimentais a estabilidade de uma fase esmética, associada à quebra de simetria translacional, em baixas temperaturas. Entre essa fase e a fase isotrópica, encontramos resultados que apontam a estabilidade da fase nemática, associada à quebra de simetria orientacional, que é prevista teoricamente mas não foi ainda observada experimentalmente. A simulação de Langevin introduzida aqui se mostrou capaz de reproduzir fenômenos como a dependência da largura das faixas com a temperatura e o perfil das paredes de domínio, assim como flutuações térmicas e defeitos topológicos das faixas, muito próximos aos observados experimentalmente. / ln this work we study the phenomena observed in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, in which stripe domains with reasonable regularity dominate the low temperature regime under zero external applied field. These stripe magnetic domains are a manifestation of modulated phases present in a large number of physical, chemical and biological systems, and are the result of the presence of interactions competing in different spacial scales. In the case we are interested in, the competition between the exchange and dipolar interactions stabilize a stripe domain structure that have both translacional anisotropic and orientacional orders, similar to those found in liquid crystal films. Through a scalar Landau Ginzburg model that captures the stripe domain formation in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, we study the effect of thermal fluctuations acting in the length scales introduced by the competition of the interactions, that, together with the low dimensionality of the problem, estabilize low temperature ordered phases with quasi-long-range order, where topological defects play a fundamental role. We introduce here a Langevin simulation technique to the Landau Ginzburg model, through which we obtain equilibrium results determining the nature of the low temperature phases. We confirm, in agreement with experimental observations, the stability of a smectic phase, related to the break of translational symmetry. Between this phase and the isotropic phase, we find results that point to the stability of the nematic phase, related to the break of orientational symmetry, that is predicted theoretically but was not observed experimentally. The Langevin simulation introduced here is capable to reproduce some of the phenomena, like the stripe domain width temperature dependence and the domain wall profile, as well as stripe thermal fluctuations and topological defects, very close to those observed experimentally.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-17Bitstream added on 2014-06-13T20:14:03Z : No. of bitstreams: 1 bauke_fc_me_rcla.pdf: 1413465 bytes, checksum: 5695187aaf8a438767e3a8684e26c073 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho estudamos o modelo do movimento Browniano de uma partícula carregada sob a ação de campos elétrico e magnético, externos e homogêneos, no formalismo de Langevin. Calculamos a energia cinética média através do teorema da flutuação-dissipação e obtivemos uma expressão para a temperatura efetiva das partículas Brownianas em função da temperatura do reservatório e dos campos externos. Esta temperatura efetiva mostrou-se sempre maior que a temperatura do reservatório, o que explica a expressão “portadores quentes”. Estudamos essa temperatura efetiva no regime assintótico, ou seja, no estado estacionário atingido em tempos muito longos (quando comparado com o tempo de colisão) e a utilizamos para escrever as equações de transporte em semicondutores, denominadas equações de Shockley generalizadas sendo que incluem nesse caso também a ação do campo magnético. Uma aplicação direta e relevante foi a modelagem para o já conhecido efeito Gunn para portadores assumidos como Brownianos. A temperatura efetiva calculada por nós no regime transiente permitiu estudar também os efeitos do reservatório na relaxação da temperatura efetiva à temperatura terminal (de não equilíbrio e estacionária). Nossos resultados no que diz respeito ao efeito Gunn, embora seja o modelo mais simples de um portador Browniano, mostrou uma surpreendente concordância com resultados experimentais, sugerindo que modelos mais sofisticados devam incluir os elementos apresentados neste estudo / We present a Brownian model for a charged particle in a field of forces, in particular, electric and magnetic external homogeneous fields, within the Langevin formalism. We compute the average kinetic energy via the fluctuation dissipation and obtain an expression for the Brownian particle´s effective temperature. The latter is a function of the heat bath temperature and both external fields. This effective temperature is always greater than the heat bath temperature, therefore the expression “hot carriers”. This effective temperature, in the asymptotic regime, the stationary state at long times (greater than the collision time), is used to write down the transport equations for semiconductors, namely the generalized Shockley equations, now incorporating the magnetic field effect. A direct and relevant application follows: a model for the well known Gunn effect, assuming a Brownian scheme. In the transient regime the computed effective temperature also allow us to probe some features of the heat bath, as the effective temperature relaxes to its terminal stationary value. As for our results in the Gunn effect model, the simplest of all in a Brownian scheme, we obtain a surprisingly good agreement with experimental data, suggesting that more involved models should include our minimal assumptions

Um modelo do tipo Ginzburg-Landau com interações competitivas entre um termo ferromagnético de curto alcance, e outro antiferromagnético de longo alcance (dipolar), é estudado no âmbito de reproduzir a rica fenomenologia de fases moduladas em filmes finos ferromagnéticos. Esse tipo de material pode apresentar ordens intermediárias as de um sólido e um líquido, e suas transições de fase dependem fortemente dos tipos de excitações geométricas que ele suporta. Dentre os estudos teóricos e numéricos, as simulações apresentadas aqui introduzem esse modelo dipolar contínuo como um bom candidato para estudar as fases complexas desse sistema, se mostrando em acordo com resultados experimentais. / A Ginzburg-Landau model with competitive short-range ferromagnetic interactions and long-range (dipolar) antiferromagnetic interactions is studied on the scope to reproduce the rich phenomenology of modulated phases in ferromagnetic thin films. This kind of material can present intermediate order between a solid and a liquid, and its phase transitions depend strongly on the kinds of geometrical excitations that it supports. Amongst the theoretical and numerical studies, the simulations presented here introduce this continuous dipolar model as a good candidate to study the complex phases of this system, showing good agreement with experimental results.

Neste trabalho estudamos os fenômenos observados em filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, onde domínios razoavelmente regulares de faixas dominam o regime de baixas temperaturas a campo nulo. Esses domínios magnéticos de faixas constituem uma realização de fases moduladas presentes em inúmeros sistemas físicos, químicos e biológicos, e são resultados da presença de interaçães competindo em diferentes escalas espaciais. No caso de interesse, a competição entre as interações de troca e dipolar levam à estabilidade de uma estrutura de domínios de faixas que possuem ambas ordens translacional anisotrópica e orientacional, semelhantes às encontradas em filmes de cristais líquidos. Através de um modelo escalar de Landau Ginzburg que captura a formação dos domínios de faixas nos filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, estudamos o efeito das flutuações térmicas atuando nas escalas de comprimento introduzidas pela competição entre as interações, que, aliadas à baixa dimensionalidade do problema, estabelecem fases ordenadas de baixa temperatura com ordem de quase longo alcance, onde defeitos topológicos exercem um papel fundamental. Introduzimos uma técnica de simulação de Langevin para o modelo de Landau Ginzburg, através da qual obtivemos resultados de equilíbrio determinando a natureza das fases de baixa temperatura. Confirmamos junto aos resultados experimentais a estabilidade de uma fase esmética, associada à quebra de simetria translacional, em baixas temperaturas. Entre essa fase e a fase isotrópica, encontramos resultados que apontam a estabilidade da fase nemática, associada à quebra de simetria orientacional, que é prevista teoricamente mas não foi ainda observada experimentalmente. A simulação de Langevin introduzida aqui se mostrou capaz de reproduzir fenômenos como a dependência da largura das faixas com a temperatura e o perfil das paredes de domínio, assim como flutuações térmicas e defeitos topológicos das faixas, muito próximos aos observados experimentalmente. / ln this work we study the phenomena observed in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, in which stripe domains with reasonable regularity dominate the low temperature regime under zero external applied field. These stripe magnetic domains are a manifestation of modulated phases present in a large number of physical, chemical and biological systems, and are the result of the presence of interactions competing in different spacial scales. In the case we are interested in, the competition between the exchange and dipolar interactions stabilize a stripe domain structure that have both translacional anisotropic and orientacional orders, similar to those found in liquid crystal films. Through a scalar Landau Ginzburg model that captures the stripe domain formation in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, we study the effect of thermal fluctuations acting in the length scales introduced by the competition of the interactions, that, together with the low dimensionality of the problem, estabilize low temperature ordered phases with quasi-long-range order, where topological defects play a fundamental role. We introduce here a Langevin simulation technique to the Landau Ginzburg model, through which we obtain equilibrium results determining the nature of the low temperature phases. We confirm, in agreement with experimental observations, the stability of a smectic phase, related to the break of translational symmetry. Between this phase and the isotropic phase, we find results that point to the stability of the nematic phase, related to the break of orientational symmetry, that is predicted theoretically but was not observed experimentally. The Langevin simulation introduced here is capable to reproduce some of the phenomena, like the stripe domain width temperature dependence and the domain wall profile, as well as stripe thermal fluctuations and topological defects, very close to those observed experimentally.

Um modelo do tipo Ginzburg-Landau com interações competitivas entre um termo ferromagnético de curto alcance, e outro antiferromagnético de longo alcance (dipolar), é estudado no âmbito de reproduzir a rica fenomenologia de fases moduladas em filmes finos ferromagnéticos. Esse tipo de material pode apresentar ordens intermediárias as de um sólido e um líquido, e suas transições de fase dependem fortemente dos tipos de excitações geométricas que ele suporta. Dentre os estudos teóricos e numéricos, as simulações apresentadas aqui introduzem esse modelo dipolar contínuo como um bom candidato para estudar as fases complexas desse sistema, se mostrando em acordo com resultados experimentais. / A Ginzburg-Landau model with competitive short-range ferromagnetic interactions and long-range (dipolar) antiferromagnetic interactions is studied on the scope to reproduce the rich phenomenology of modulated phases in ferromagnetic thin films. This kind of material can present intermediate order between a solid and a liquid, and its phase transitions depend strongly on the kinds of geometrical excitations that it supports. Amongst the theoretical and numerical studies, the simulations presented here introduce this continuous dipolar model as a good candidate to study the complex phases of this system, showing good agreement with experimental results.

Neste trabalho estudamos os fenômenos observados em filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, onde domínios razoavelmente regulares de faixas dominam o regime de baixas temperaturas a campo nulo. Esses domínios magnéticos de faixas constituem uma realização de fases moduladas presentes em inúmeros sistemas físicos, químicos e biológicos, e são resultados da presença de interaçães competindo em diferentes escalas espaciais. No caso de interesse, a competição entre as interações de troca e dipolar levam à estabilidade de uma estrutura de domínios de faixas que possuem ambas ordens translacional anisotrópica e orientacional, semelhantes às encontradas em filmes de cristais líquidos. Através de um modelo escalar de Landau Ginzburg que captura a formação dos domínios de faixas nos filmes magnéticos ultrafinos com anisotropia perpendicular, estudamos o efeito das flutuações térmicas atuando nas escalas de comprimento introduzidas pela competição entre as interações, que, aliadas à baixa dimensionalidade do problema, estabelecem fases ordenadas de baixa temperatura com ordem de quase longo alcance, onde defeitos topológicos exercem um papel fundamental. Introduzimos uma técnica de simulação de Langevin para o modelo de Landau Ginzburg, através da qual obtivemos resultados de equilíbrio determinando a natureza das fases de baixa temperatura. Confirmamos junto aos resultados experimentais a estabilidade de uma fase esmética, associada à quebra de simetria translacional, em baixas temperaturas. Entre essa fase e a fase isotrópica, encontramos resultados que apontam a estabilidade da fase nemática, associada à quebra de simetria orientacional, que é prevista teoricamente mas não foi ainda observada experimentalmente. A simulação de Langevin introduzida aqui se mostrou capaz de reproduzir fenômenos como a dependência da largura das faixas com a temperatura e o perfil das paredes de domínio, assim como flutuações térmicas e defeitos topológicos das faixas, muito próximos aos observados experimentalmente. / ln this work we study the phenomena observed in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, in which stripe domains with reasonable regularity dominate the low temperature regime under zero external applied field. These stripe magnetic domains are a manifestation of modulated phases present in a large number of physical, chemical and biological systems, and are the result of the presence of interactions competing in different spacial scales. In the case we are interested in, the competition between the exchange and dipolar interactions stabilize a stripe domain structure that have both translacional anisotropic and orientacional orders, similar to those found in liquid crystal films. Through a scalar Landau Ginzburg model that captures the stripe domain formation in ultrathin magnetic films with perpendicular anisotropy, we study the effect of thermal fluctuations acting in the length scales introduced by the competition of the interactions, that, together with the low dimensionality of the problem, estabilize low temperature ordered phases with quasi-long-range order, where topological defects play a fundamental role. We introduce here a Langevin simulation technique to the Landau Ginzburg model, through which we obtain equilibrium results determining the nature of the low temperature phases. We confirm, in agreement with experimental observations, the stability of a smectic phase, related to the break of translational symmetry. Between this phase and the isotropic phase, we find results that point to the stability of the nematic phase, related to the break of orientational symmetry, that is predicted theoretically but was not observed experimentally. The Langevin simulation introduced here is capable to reproduce some of the phenomena, like the stripe domain width temperature dependence and the domain wall profile, as well as stripe thermal fluctuations and topological defects, very close to those observed experimentally.