É feito um estudo de sistemas de valência intermediária, usando a analogia de liga para tratar as correlações coulombianas. Ao invés do enfoque usual (aproximação de potencial coerente, CPA), é usado pela primeira vez um mé todo de renormalização no espaço real em uma rede de Bethe, que consiste em representar o sistema por uma rede de Bethe construída iterativamente a partir de cadeias lineares dizimadas. As densidades de estados calculadas mostram uma estru tura mais detalhada que as obtidas em outras aproximações. É discutida a transição de valência em função da correlação coulombiana entre os elétrons localizados, da correlação cou lombiana entre elétrons localizados e de condução, e da hibridização entre o nível localizadoe Etbanda de condução. A mesma técnica é usada para o estudo do magnetismo itinerante em metais de transição. Fazendo uma expan são das funções de Green de uma partícula, do hamiltoniano de Hubbard, em projetores que dependem dos números de ocupação de todos os sítios da rede, é possível levar em conta a correlação espacial entre sítios. Obtém-se, assim, tanto uma transição metal-isolante, quanto uma de paramagnetismo para ferromagnetismo, resultado este absolutamente novo na descri ção por analogia de liga do hamiltoniano de Hubbard. / The present work is a study of intermediate valence systems using the alloy analogy to treat the Coulomb correlations. Instead of the customary approach (the coherent potential approximation, CPA), one uses for the first time a method of renormalization in real space on a Bethe lattice, namely, by representing the system by a Bethe lattice built iteratively from decimated linear chains. The densities of state thus calculated show a more detailed structure than those obtained by other approximations. The valence transition is discussed as a function of the Coulomb correlation between the localized electrons; the Coulomb correlation between localized and conduction electrons; and the hybridization between the localized levei and the conduction band. The same technique is applied to the study of itinerant magnetism in transition metais. By performing an expansion of the one-particle Green's functions of the Hubbard Hamiltonian, in projectors which depend on the occupation numbers of all the lattice sites, it is possible to take into account the spatial correlations between sites. Thus, one arrives at a metal-insulator transition as well as one from paramagnetic to ferromagnetic state, this being an entirely new result in the description of the Hubbard Hamiltonian in the alloy analogy.

É feito um estudo de sistemas de valência intermediária, usando a analogia de liga para tratar as correlações coulombianas. Ao invés do enfoque usual (aproximação de potencial coerente, CPA), é usado pela primeira vez um mé todo de renormalização no espaço real em uma rede de Bethe, que consiste em representar o sistema por uma rede de Bethe construída iterativamente a partir de cadeias lineares dizimadas. As densidades de estados calculadas mostram uma estru tura mais detalhada que as obtidas em outras aproximações. É discutida a transição de valência em função da correlação coulombiana entre os elétrons localizados, da correlação cou lombiana entre elétrons localizados e de condução, e da hibridização entre o nível localizadoe Etbanda de condução. A mesma técnica é usada para o estudo do magnetismo itinerante em metais de transição. Fazendo uma expan são das funções de Green de uma partícula, do hamiltoniano de Hubbard, em projetores que dependem dos números de ocupação de todos os sítios da rede, é possível levar em conta a correlação espacial entre sítios. Obtém-se, assim, tanto uma transição metal-isolante, quanto uma de paramagnetismo para ferromagnetismo, resultado este absolutamente novo na descri ção por analogia de liga do hamiltoniano de Hubbard. / The present work is a study of intermediate valence systems using the alloy analogy to treat the Coulomb correlations. Instead of the customary approach (the coherent potential approximation, CPA), one uses for the first time a method of renormalization in real space on a Bethe lattice, namely, by representing the system by a Bethe lattice built iteratively from decimated linear chains. The densities of state thus calculated show a more detailed structure than those obtained by other approximations. The valence transition is discussed as a function of the Coulomb correlation between the localized electrons; the Coulomb correlation between localized and conduction electrons; and the hybridization between the localized levei and the conduction band. The same technique is applied to the study of itinerant magnetism in transition metais. By performing an expansion of the one-particle Green's functions of the Hubbard Hamiltonian, in projectors which depend on the occupation numbers of all the lattice sites, it is possible to take into account the spatial correlations between sites. Thus, one arrives at a metal-insulator transition as well as one from paramagnetic to ferromagnetic state, this being an entirely new result in the description of the Hubbard Hamiltonian in the alloy analogy.

É feito um estudo de sistemas de valência intermediária, usando a analogia de liga para tratar as correlações coulombianas. Ao invés do enfoque usual (aproximação de potencial coerente, CPA), é usado pela primeira vez um mé todo de renormalização no espaço real em uma rede de Bethe, que consiste em representar o sistema por uma rede de Bethe construída iterativamente a partir de cadeias lineares dizimadas. As densidades de estados calculadas mostram uma estru tura mais detalhada que as obtidas em outras aproximações. É discutida a transição de valência em função da correlação coulombiana entre os elétrons localizados, da correlação cou lombiana entre elétrons localizados e de condução, e da hibridização entre o nível localizadoe Etbanda de condução. A mesma técnica é usada para o estudo do magnetismo itinerante em metais de transição. Fazendo uma expan são das funções de Green de uma partícula, do hamiltoniano de Hubbard, em projetores que dependem dos números de ocupação de todos os sítios da rede, é possível levar em conta a correlação espacial entre sítios. Obtém-se, assim, tanto uma transição metal-isolante, quanto uma de paramagnetismo para ferromagnetismo, resultado este absolutamente novo na descri ção por analogia de liga do hamiltoniano de Hubbard. / The present work is a study of intermediate valence systems using the alloy analogy to treat the Coulomb correlations. Instead of the customary approach (the coherent potential approximation, CPA), one uses for the first time a method of renormalization in real space on a Bethe lattice, namely, by representing the system by a Bethe lattice built iteratively from decimated linear chains. The densities of state thus calculated show a more detailed structure than those obtained by other approximations. The valence transition is discussed as a function of the Coulomb correlation between the localized electrons; the Coulomb correlation between localized and conduction electrons; and the hybridization between the localized levei and the conduction band. The same technique is applied to the study of itinerant magnetism in transition metais. By performing an expansion of the one-particle Green's functions of the Hubbard Hamiltonian, in projectors which depend on the occupation numbers of all the lattice sites, it is possible to take into account the spatial correlations between sites. Thus, one arrives at a metal-insulator transition as well as one from paramagnetic to ferromagnetic state, this being an entirely new result in the description of the Hubbard Hamiltonian in the alloy analogy.

Orientador: Pascoal José Giglio Pagliuso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HolandaJunior_LinoMartinsde_D.pdf: 3936724 bytes, checksum: 5a1e9e5453184dac769d35041c7414d0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nesta Tese de Doutorado desenvolvemos estudos de Ressonância de Spin Eletrônico (ESR) em compostos intermetálicos, incluindo os férmions pesados ?-YbAlB4, ?-YbAlB4 and ? -YbAlxFe1-xB4, os metais ?-LuAlB4, AlB2 e o isolante Kondo, FeSi. Nossas medidas foram feitas em um espectrômetro modelo ELEXSYS-CW Bruker usando uma cavidade ressonante do tipo TE102 para a faixa de frequência em banda X (?~ 9.4GHz). A técnica de Ressonância de Spin Eletrônico aplicada aos compostos Férmions pesados foi sempre um desafio devido a presença de fortes correlações eletrônicas que tendem a alargar as linhas de ESR. Porem, nos últimos anos essa técnica ganhou renovado interesse após a descoberta do sinal de ESR na rede Kondo YbRh2Si2. Após esse trabalho, ESR voltou a ser considerada uma técnica importante para explorar os elétrons 4f e suas interações microscópicas em compostos de terras raras, uma vez que ela sonda diretamente o íon no sitio da rede. A motivação desse trabalho e, portanto, usar a técnica de ESR para entender a dinâmica dos elétrons 4f pesados em uma rede de Kondo, para os novos compostos férmions pesados ?-YbAlB4, -YbAlB4 and ?-YbAlxFe1-xB4. Neste trabalho buscou-se utilizar a técnica de ESR nesses compostos para alcançar o entendimento microscópio dos critérios que permitem a observação de um sinal de ESR em férmios pesados. Alem do mais, quando o sinal e observado, a sonda de ESR e propícia para acompanhar a evolução dos elétrons 4f em altas temperaturas para quase-partículas pesadas em baixas temperaturas. Nossas observações nos permitiram propor um cenário qualitativo baseado na existência de um modo ressonante acoplado entre ons Kondo e os elétrons de condução. Nos discutimos as características físicas gerais para que compostos férmios pesados sejam candidatos a apresentarem tal sinal de ESR. Ainda neste trabalho, estudamos os compostos intermetálicos ?-LuAlB4, AlB2 e FeSi com propriedades estruturais ou eletrônicas similares as dos compostos ?-YbAlB4, ?-YbAlB4 and ?-YbAlxFe1-xB4 em busca de uma generalizac~ao mais abrangente do cenário proposto neste trabalho / Abstract: In this work, we have performed an Electron Spin Resonance (ESR) study in intermetallic compounds including the heavy fermions ?-YbAlB4, ?-YbAlB4 and ? -YbAlxFe1-xB4, the Fermi liquid metals ?-LuAlB4, AlB2 and the Kondo insulator, FeSi. Our measurements were made on a spectrometer Bruker CW-model ELEXSYS using a resonant cavity TE102 in X Band ( ?~ 9.4GHz). The Electron Spin Resonance technique applied to heavy fermions compounds was little explored due to difficulty in finding ESR signal of Kondo ions due to the large coupling between the resonating spins and conduction electrons. However, in recent years this technique has become focus of great attention especially after the discovery of the ESR signal in a Kondo lattice YbRh2Si2. In this context, ESR was brought to the scene as one of the main techniques to bring insights to this problem since it could probe directly the f electrons of Kondo ions and their interaction with the conduction electrons. The motivation of this work is to use the ESR technique to investigate new heavy fermions compounds and to understand when these systems can present an ESR signal. In these cases ESR can help to understand more deeply how localized f electrons at high-T evolve to itinerant heavy quasi-particles in a low-T metallic state. Our observations for ?-YbAlB4, -YbAlB4 and ?-YbAlxFe1-xB4, allowed us to make some qualitative speculations about this phenomenon and within this scenario, we propose some general characteristics for heavy fermions compounds to become candidates to present ESR signal. In this work we have also measured ?-LuAlB4, AlB2 and the Kondo insulator, FeSi, in an attempt to generalize the ESR results found for ?-YbAlB4, ?-YbAlB4 and ?-YbAlxFe1-xB4 to a more broad family of compounds / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Neste trabalho obtemos as funções de Green, bem como as densidades de estado e números de ocupação para um sistema de valência intermediária. / The Green's functions, the densities of states and the ocupation numbers are obtained for an intermediate valence system.

Orientador: Pascoal José Giglio Pagliuso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T15:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano_Cris_D.pdf: 6784336 bytes, checksum: d7c200af40255398764228130bc8b93d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta estudos sistemáticos das propriedades magnéticas dos compostos Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) dopados com Cd, Sn e Ga no sítio cristalográfico do In. Foram utilizadas as técnicas de medidas macroscópicas de susceptibilidade magnética, calor específico e resistividade elétrica, além de medidas de caracterização estrutural pelo método de difração de pó de raios-x e medidas microscópicas da determinação da estrutura magnética usando a técnica de espalhamento magnético de raios-x e nêutrons para os compostos dopados com Cd. Os compostos Ce2MIn8 (chamados de 218) são tetragonais (grupo espacial P4/mmm) e são a versão bi-camada da família de férmions pesados supercondutores Cem MnIn3m+2n(M = Co, Rh, Ir; m = 1,2; n = 0,1), na qual os compostos do tipo CeMIn5 (chamados de 115) foram muito estudados por apresentarem uma variedade de propriedades físicas interessantes, tais como efeito Kondo, supercondutividade não convencional, ordenamento magnético, comportamento non-Fermi-Liquid, e ocorrência de pontos críticos quânticos. Mais interessante ainda é o fato de que estas propriedades podem ser controladas por dopagem, pressão externa e/ou campo magnético gerando diagramas de fases bastante interessantes. O objetivo de se estudar os parentes Ce2MIn8 é entender o papel da dimensionalidade nas propriedades físicas destes compostos e comparar os resultados encontrados com aqueles observados para os 115. Foram construídos os diagramas de fase inéditos para as séries de Ce2RhIn8-xCdx, Ce2IrIn8-xCdx, C e2Rh0.5Ir0.5In8-xC dx, Ce2RhIn8-xSnx e Ce2RhIn8-xGax a partir de dados obtidos utilizando as técnicas mencionadas acima. Foi visto que a dopagem de Cd nos compostos Ce2MIn8 favorece o AFM através do aumento da TN em função da concentração de Cd. Os resultados sugerem que o Cd está agindo de modo a diminuir a densidade de carga local e isso está favorecendo o ordenamento magnético. Porém, resultados da variação da temperatura do máximo da resistividade elétrica em função da concentração de Cd, sugerem que efeitos de campo cristalino também estão presentes nestes compostos. A estrutura magnética dos compostos de Ce2RhIn8-xCdx e C e2IrIn8-xCdx dopados com x = 2.6 % de Cd foram estudados em baixas-T e encontrou-se um vetor de propagação do tipo (½ ½ 0) consistente com ordenamento AFM abaixo de TN. Verificou-se que a orientação do momento magnético tende a ir na direção do plano-ab com dopagem de Cd nestes compostos. A substituição de In por Sn nos compostos de Ce2MIn8 mostrou que esta dopagem está desfavorecendo o ordenamento magnético através da diminuição do valor da TN em função da concentração de Sn. Os resultados sugerem que o Sn está favorecendo o efeito Kondo e que efeitos de campo cristalino são menos observáveis nos compostos dopados com Sn. Foi visto que a dopagem com Ga no sítio do In igualmente diminui a temperatura de ordenamento magnético e favorece o efeito Kondo. Porém, os resultados sugerem que efeitos de campo cristalino estão presentes pela variação não usual da temperatura do máximo das curvas de resistividade elétrica em função da dopagem com Ga. Neste trabalho também são apresentados estudos da evolução do magnetismo dos elétrons 4f, em compostos relacionados que não são férmions pesados para R2CoGa8, para R = Gd, Tb, Dy, Ho, Er e Tm. Nestes compostos podemos observar a evolução do magnetismo e dos efeitos de campo cristalino sem a presença do efeito Kondo / Abstract: This thesis describes the investigation of the physical properties of the (Cd, Sn, Ga)-doped Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) intermetallic compounds. Temperature dependent magnetic susceptibility, heat capacity and electrical resistivity measurements were performed to characterize the macroscopic properties of the synthesized compounds. X-ray powder diffraction were used to determine their phase purity and crystal structure and X-ray and neutron magnetic scattering techniques were used to study the microscopic magnetic structure in low temperature. The Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) compounds belong to the family of the heavy-fermions Ce-based compounds CenMIn3n+2 (M = Co, Rh, Ir; n = 1, 2), where the occurrence of unconventional superconductivity (USC) in many of its members has been motivating intense work in past few years. In particular these compounds present a wide range of interesting properties as Kondo effect, USC, magnetism, non Fermi liquid and Fermi liquid behavior and the occurrence of quantum critical points. Particularly interesting is the tunability of their ground state by pressure and chemical doping that revealed very interesting and rich phase diagrams with properties that are unprecedented for this class of compounds. Indeed the study of the 218 parent compounds is a great opportunity to further study the relationship between magnetism, USC and crystal structure in this family. We report in this work five unpublished phase diagrams of this family: Ce2RhIn8-xCdx, Ce2IrIn8-xCdx, Ce2Rh0.5Ir0.5 In8-xCdx, Ce2RhIn8-xSnx e Ce2RhIn8-xGax. Our results revealed that Cd-doping Ce2MIn8 enhances the antiferromagnetic ordering temperature as a function of the Cd concentration. The results suggest that the Cd-doping in these compounds is inducing an electronic tuning by locally decreasing the Ce 3+ density of states and this is favoring the AFM ordering according com a Doniach-like scenario. However the evolution of the maximum in the resistivity as a function of the Cd concentration and the small variation of the magnetic moment orientation of the doped compounds suggest that Cd-doping is also changing the crystal field (CEF) parameters in these compounds. The magnetic structure studied by X-ray and neutron magnetic scattering showed the Cd-doped samples present just below TN a commensurate antiferromagnetic structure with a propagation vector (½ ½ 0). The magnetic structure determination indicates that the magnetic moment orientation of the Cd doped samples tend going to the ab-plane. The Sn chemical substitution in Ce2MI n8 (M = Rh, Ir) showed Sn-doping is decreasing the magnetic order by favoring the Kondo effect. This is the opposite of the Cd-doping effect because Sn is now increasing the local density of states of the Ce3+ions. As Sn-doping drives 4f to a more itinerant character the CEF effect are less important for this compounds. On the other hand, the Ga-doped Ce2RhI n8 similarly show a decreasing of the magnetic order due to the enhancement of the Kondo effect by chemical pressure. However the unexpected evolution of the maximum in the resistivity as a function of the Ga suggests in this dopant is changing the crystal field is still an important effect in this compound. Finally we present the 4f magnetism evolution studies on the series of the Ga-based R2CoGa8 for R = Gd ¿ Tm compounds, where one can follow the evolution of the magnetism and the CEF parameters without the presence of the Kondo effect / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Neste trabalho obtemos as funções de Green, bem como as densidades de estado e números de ocupação para um sistema de valência intermediária. / The Green's functions, the densities of states and the ocupation numbers are obtained for an intermediate valence system.

Neste trabalho obtemos as funções de Green, bem como as densidades de estado e números de ocupação para um sistema de valência intermediária. / The Green's functions, the densities of states and the ocupation numbers are obtained for an intermediate valence system.

Orientador: Pascoal José Giglio Pagliuso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T11:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HolandaJunior_LinoMartinsde_M.pdf: 2170608 bytes, checksum: 3abed7533be911b023d90094d4aa28f4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta Dissertação desenvolvemos estudos de Ressonância de Spin Eletrônico (ESR) em monocristais dos compostos tipo férmions pesados YbR h2Si2 e YbAlB4. No caso do sistem YbRh2Si2, exploraramos os experimentos de ESR para três bandas de frequência existentes em nosso laboratório (n = 4,1 GHz (Banda-S), n = 9,4 GHz (Banda-X) e n = 34,0 GHz (Banda-Q)), o que situa o campo de ressonância da linha de ESR em diferentes regimes do diagrama de fase do YbRh2Si2, onde as fases antiferromagnética (AFM), líquido de Fermi (FL) e não-líquido de Fermi (NFL) podem ser encontradas. Foram investigados efeitos de campo cristalino e mudanças da dinâmica de spin dos elétrons 4¦ do Yb, para as diferentes bandas, e também para monocristais de YbR h2Si2 dopados com Lu e crescidos em uxo de Zn. Nossos resultados sugerem que o sinal de ESR observado em YbRh2Si2 consiste em um modo acoplado entre os 4f do Yb3+ e os elétrons de condução, em um regime tipo bottleneck com presença de interações antiferromagnéticas. Para o sistema YbAlB4, realizamos experimentos de ESR em banda-X nas duas fases iso-estequiométricas b -YbAl B4 e - a -YbAlB4. Para as amostras de b - YbAlB4 encontramos um comportamento interessante do sinal de ESR que apresenta características de uma ressonância de elétrons de condução (CESR) a altas temperaturas e adquire propriedades do íon de Yb3+ a baixas temperaturas. Tal dualidade não foi observada na fase a - YbAlB4. Nós discutiremos uma possível correlação entre o espectro de ESR observado nos dois sistemas férmions pesados que se situam em lados opostos de um ponto crítico quântico (Quantum Critical Point - QCP) em seus diagramas de fase. Essa correlação permitiu uma especulação sobre origem desse sinal de ESR em compostos férmions pesados, na qual a proximidade ao QCP desenvolve um papel crucial para o comportamento do espectro de ESR observado nessa classe de compostos. / Abstract: In this work we have performed Electron Spin Resonance (ESR) experiments on single crystals of YbR h2Si2 and YbAlB4 heavy fermion compounds. For YbRh2Si2, we explore the ESR measurements at three frequency bands (n = 4,1 GHz (S-Band), n = 9,4 GHz (X-Band) e n = 34,0 GHz (Q-Band)) which places the ESR resonance field within different regimes in the phase diagram of YbRh2Si2 where antiferromagnetic (AFM), Fermi liquid (FL) and non Fermi liquid (NFL) phases could be found. We have also explored the effects of crystal field and spin dynamics of Yb3+ for these different bands and also as a function of Lu-doping and single crystal growth methods. Our results indicate that the ESR signal found YbRh2Si2 behave such a Kondo coupled mode in a bottleneck-like regime with the presence of antiferromagnetic interactions. For YbAlB4, we have performed X-band experiments for single crystals the two different phases b -YbAl B4 and a -YbAlB4. For b -YbAlB4, we found a remarkable ESR signal that behaves as a conduction electron spin resonance (CESR) at high temperatures and acquires characteristics of the Yb3+ local moment ESR at low temperature. This behavior was not found in the a -YbAlB4. The striking and unique dual behavior observed in the same ESR spectra of b -YbAl B4 - a -YbAlB4 associated to the ESR results found for a -YbAlB4, YbRh2Si2 allow us to propose a qualitative scenario that may explain the origin of the ESR signal in HF systems. We speculate that for HF systems a strongly coupled 4¦ and ce give origin to Kondo coupled ESR modes with may behave as CESR or LM ESR, depending on the strength of Jfs. Moreover, HF systems near a QCP may have propitious conditions to present such a signal. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diovana de Mello Lalis.pdf: 1400139 bytes, checksum: 9a24713cb1bd8642c6db6fc9c49eebbd (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os compostos de férmions pesados são geralmente descritos no âmbito do modelo da rede de Kondo, que pode ser derivado a partir do modelo de Anderson. As suas propriedades peculiares são regidas pela competição entre o efeito Kondo e a interação Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), que permite esboçar o diagrama de Doniach. A investigação de compostos ferromagnéticos de férmions pesados, em particular, tem se intensificado recentemente, com a possibilidade de aproximação do ponto crítico quântico (QCP) por meio do ajuste da pressão, da concentração de elétrons, ou pela aplicação de campo magnético. Neste trabalho, o modelo de rede de Anderson (ou modelo de Anderson periódico) é utilizado diretamente para descrever estes compostos, incorporando o efeito das flutuações de valência, que podem desempenhar um papel importante na vizinhança do QCP. Empregamos o método da equação do movimento para as funções de Green, que permite desacoplamentos sucessivos da cadeia de equações. Exploramos a estabilidade das soluções de AF, FM e não-magnéticas em função dos parâmetros do modelo, da temperatura e da concentração de életrons. O diagrama de fases é obtido a partir das curvas de magnetização e pela comparação das energias das soluções envolvidas.