LEITE FILHO, Raimundo Valmir. Impurezas Magnéticas em Ferromagnetos de Ising com Campo Transverso. 2005. 109 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T18:17:55Z No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T21:06:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T21:06:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_tese_rvleitefilho.pdf: 656815 bytes, checksum: af381150f33bff4b9142c5eeef4e117b (MD5) Previous issue date: 2005 / A Green function formalism is used to calculate the spectrum of excitations associated with magnetic impurities implanted in a ferromagnetic thin film described by the transverse Ising model. Using the equations of motion method, explicit expressions for the Green function are determined for a ferromagnetic without impurities. The Green’s functions for a ferromagnetic film containing impurities are obtained through Dyson equation. We consider only the “defect” modes that appear below the bulk band of the pure material. In order to assess the influence of the position of the impurities in the film on the excitations spectra, we consider three different geometrical arrangement for the impurities: impurities line perpendicular to the surface film, four impurities in a plane paralel to the surface, and four impurities in a plane perpendicular to the surfaces of the film. We obtain results for the frequencies localized modes as a function of the exchange parameter between two impurities neighborings, of the exchange parameter between the impurities and their neighborings, and the effective field parameter at the impurities. / O formalismo de funções de Green é usado para calcular o espectro de excitações associados a impurezas magnéticas implantadas em um filme ferromagnético descrito pelo modelo de Ising com campo transverso. Através do método da equação de movimento expressões explícitas para as funções de Green são determinadas para um ferromagneto sem impurezas. A função de Green para um filme ferromagnético contendo impurezas é obtida através da equação de Dyson. O espectro de ondas de spin relativo ás impurezas é obtido para freqüências abaixo do limite inferior da banda de volume para um material puro. Com o objetivo de avaliar a influência da posição das impurezas no filme no espectro de excitações, consideramos três diferentes disposições geométricas para as impurezas: linha de impurezas perpendicular á superfície do filme, quatro impurezas em um plano paralelo `as superfícies e quatro impurezas em um plano perpendicular `as superfícies do filme. Obtemos resultados para a freqüência dos modos localizados como função do parâmetro de troca entre duas impurezas vizinhas, do parâmetro de troca entre as impurezas e seus vizinhos e do parâmetro de campo efetivo nas impurezas.

Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-02-13T11:53:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 304437 bytes, checksum: 623a4eea251f33df85ebd28f8e626533 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T11:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 304437 bytes, checksum: 623a4eea251f33df85ebd28f8e626533 (MD5) Previous issue date: 2002-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES, Brasil / Avanços técnicos na preparação de materiais produzem um número considerável de compostos ferro e antiferromagnéticos reais quase bidimensionais disponíveis, incluindo estruturas de camada, grafite intercalada magneticamente e supercondutores à alta temperatura baseados em cobre. Esses vários materiais não exibem apenas modos espacialmente estendidos (ondas de spin) como excitações, mas também estruturas espacialmente locais, tais como pares de vórtices, sólitons (skyrmions), paredes de domínio, etc, que são características de sistemas altamente não lineares. Sólitons dinâmicos podem ser gerados em materiais ferromagnéticos bidimensionais ao fazermos uso do bombeamento de microondas. A condição para a geração de sólitons dinâmicos é que a anisotropia de eixo-fácil seja fraca. Nesse trabalho, estudamos a possibilidade da existência de sólitons dinâmicos com freqüência de precessão alta ( ω ≥ ω 0 , onde ω 0 é a freqüência de ressonância) nos ferromagnetos clássicos bidimensionais com anisotropia de eixo-fácil. Nossos resultados mostram que na freqüência de ressonância ( ω = ω 0 ) , a estrutura de um sóliton parece com um vórtice tendo energia que aumenta logaritmicamente com o tamanho do sistema. Para ω > ω 0 , o sóliton tem um diâmetro que depende da competição entre a anisotropia de eixo-fácil e o termo dinâmico. O comportamento da possibilidade ω < ω 0 mostra que a solução sóliton é instável e portanto nosso tratamento perturbativo não pode ser aplicado para esta situação. / Technical advances in materials preparation have made a considerable number of real quasi-two-dimensional ferro and antiferromagnetic compounds available, including layered structures, magnetically intercalated graphite and Cu-based high- temperature superconductors. These various materials exhibit not only spatially extended modes (spin waves) as excitations, but also spatially local structures, such as vortex-pairs, solitons (skyrmions), domain walls, etc, characteristic of highly non-linear systems. Dynamical solitons may be generated in two-dimensional ferromagnetic materials by using microwave pumping. The condition of successful generation of dynamical solitons demands the weakness of easy-axis anisotropy. In this work, we study the possibility of existence of dynamical solitons with high precession frequency ( ω ≥ ω 0 , where ω 0 is the resonance frequency) in two-dimensional classical ferromagnets with easy-axis anisotropy. To obtain the soliton solutions we use a perturbative treatment. Our results show that at the resonance frequency ( ω = ω 0 ) , the soliton structure looks like a vortex having energy increasing logarithmically with the system size. For ω > ω 0 , the soliton has a diameter that depends on the competition between the easy-axis anisotropy and the dynamic term. The behavior of the case ω < ω 0 shows that the soliton solution is unstable and hence our perturbative treatment cannot be applied to this situation.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O formalismo de funÃÃes de Green à usado para calcular o espectro de excitaÃÃes associados a impurezas magnÃticas implantadas em um filme ferromagnÃtico descrito pelo modelo de Ising com campo transverso. AtravÃs do mÃtodo da equaÃÃo de movimento expressÃes explÃcitas para as funÃÃes de Green sÃo determinadas para um ferromagneto sem impurezas. A funÃÃo de Green para um filme ferromagnÃtico contendo impurezas à obtida atravÃs da equaÃÃo de Dyson. O espectro de ondas de spin relativo Ãs impurezas à obtido para freqÃÃncias abaixo do limite inferior da banda de volume para um material puro. Com o objetivo de avaliar a influÃncia da posiÃÃo das impurezas no filme no espectro de excitaÃÃes, consideramos trÃs diferentes disposiÃÃes geomÃtricas para as impurezas: linha de impurezas perpendicular à superfÃcie do filme, quatro impurezas em um plano paralelo `as superfÃcies e quatro impurezas em um plano perpendicular `as superfÃcies do filme. Obtemos resultados para a freqÃÃncia dos modos localizados como funÃÃo do parÃmetro de troca entre duas impurezas vizinhas, do parÃmetro de troca entre as impurezas e seus vizinhos e do parÃmetro de campo efetivo nas impurezas. / A Green function formalism is used to calculate the spectrum of excitations associated with magnetic impurities implanted in a ferromagnetic thin film described by the transverse Ising model. Using the equations of motion method, explicit expressions for the Green function are determined for a ferromagnetic without impurities. The Greenâs functions for a ferromagnetic film containing impurities are obtained through Dyson equation. We consider only the âdefectâ modes that appear below the bulk band of the pure material. In order to assess the influence of the position of the impurities in the film on the excitations spectra, we consider three different geometrical arrangement for the impurities: impurities line perpendicular to the surface film, four impurities in a plane paralel to the surface, and four impurities in a plane perpendicular to the surfaces of the film. We obtain results for the frequencies localized modes as a function of the exchange parameter between two impurities neighborings, of the exchange parameter between the impurities and their neighborings, and the effective field parameter at the impurities.

Orientadores: Harry Westfahl Junior, Amir Ordacgi Caldeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_RafaelMonteiro_D.pdf: 6829160 bytes, checksum: 4dfae2ffd4b06c5c3c1f89f399700913 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Um dos objetivos centrais das Ciências Naturais é relacionar as estruturas dos mais diversos sistemas com as funções particulares que os caracterizam. Por exemplo, no que se refere a materiais, sejam eles sintéticos ou biológicos, a ciência está constantemente buscando a predição de diferentes propriedades macroscópicas a partir do conhecimento das suas estruturas mi- croscópicas. Nesta tese, investigamos as propriedades magnéticas e de transporte de sistemas que apresentam interações competitivas em diferentes escalas de comprimento. Como resultado desta competição, surge um estado termodinâmico caracterizado por um parâmetro de ordem modulado, dando origem a uma série de con.gurações espacialmente inomogêneas. A termo- dinâmica destes estados modulados pode ser descrita pelo chamado modelo de Brazovskii, que prevê uma transição de primeira ordem, induzida pelas .utuações do parâmetro de ordem, entre a fase homogênea e a fase modulada. Há uma vasta gama de sistemas encontrados na Natureza que parecem se encaixar nesta descrição de Brazovskii, compreendendo estruturas tão díspares quanto cristais líquidos e condensados de píons em estrelas de nêutrons. No presente trabalho, investigamos dois sistemas físicos particulares. Motivados pela rica variedade de domínios obser- vados experimentalmente em filmes finos magnéticos, estudamos as propriedades magnéticas de blocos ferromagnéticos dipolares com dimensões finitas e condições de contorno não-periódicas. Desenvolvendo uma modelagem baseada na solução da Hamiltoniana de Brazovskii, pudemos explicar, de maneira inédita e consistente, a estrutura de domínios magnéticos dos filmes finos de MnAs:GaAs, um promissor candidato a aplicações no campo da spintrônica. Além disso, estabelecemos uma relação clara entre o fenômeno de reorientação magnética e a mudança na forma das curvas de histerese observada nesses filmes. O segundo tipo de sistemas que in- vestigamos foram os isolantes de Mott, cujas propriedades de transporte foram determinadas a partir do modelo de redes de resistores correlacionados. Considerando que a transição de Mott térmica pertence à classe de universalidade de Ising, mostramos que a condutividade macroscópica depende não apenas da magnetização, mas também da densidade de energia, dando origem a um comportamento de crossover. Através destes resultados, lançamos luz sobre a aparente e misteriosa incoerência entre as previsões teóricas e as medidas experimentais recentes envolvendo isolantes de Mott não-dopados. Prosseguindo para as fases inomogêneas dos isolantes de Mott dopados, estudamos a condutividade macroscópica das mesofases eletrônicas com ordenamento de carga esmético e nemático, as quais são encontradas nos niquelatos e nos cupratos, respectivamente. Inspirados nos conceitos da Física dos cristais líquidos, expressamos de forma bastante intuitiva a relação entre as propriedades de transporte e a termodinâmica das mesofases eletrônicas anisotrópicas, descrita pelo modelo de Brazovskii / Abstract: Natural Sciences is to relate the structures of systems to example, in what concerns materials, either synthetic or for the prediction of different macroscopic properties from the knowledge of their microscopic structure. In this thesis, we investigate the magnetic and transport properties of systems with competing interactions in distinct length scales. As a result of such a competition, there is a thermodynamic state characterized by a modulated order parameter, originating a set of spatially inhomogeneous con½gurations. The thermodynamics of these modulated states can be described by the so-called Brazovskii model, which predicts a fluctuation induced first order transition from the homogeneous phase to the modulated phase. There is a large diversity of systems for which the Brazovskii description seems suitable, including utterly disparate structures such as liquid crystals and pion condensates in neutron stars. In the present work, we investigate two particular physical systems. Motivated by the rich variety of domains experimentally observed in magnetic thin films, we study the magnetic properties of ferromagnetic dipolar slabs with finite dimensions and non-periodic boundary conditions. After developing a model based on the solution of the Brazovskii Hamiltonian, we were able to explain, in a consistent and novel way, the magnetic domain structures of MnAs:GaAs thin films, which are promising candidates for spintronics devices. Moreover, we established a clear connection between the film's magnetic reorientation and the experimentally observed change in the hysterisis loops shape. The second class of systems we investigated were the Mott insulators, whose transport properties were determined from the correlated resistor network model. After considering that the finite temperature Mott transition belongs to the Ising universality class, we showed that the macroscopic conductivity depends not only on the magnetization, but also on the energy density, giving rise to crossover behaviour. Using these results, we shed light upon the apparent and mysterious inconsistency between the theoretical predictions and the experimental measurements regarding undoped Mott insulators. Proceeding to the inhomogeneous phases of doped Mott insulators, we studied the macroscopic conductivity of electronic mesophases with smectic and nematic charge ordering, which are found in the nickelates an in the cuprates, respectively. Inspired by the concepts from the Physics of liquid crystals, we expressed in an intuitive way the connection between the transport properties and the thermodynamics of anisotropic electronic mesophases described by the Brazovskii model / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Um formalismo da funÃÃo de Green à usado para calcular o espectro de excitaÃÃes associadas com uma impureza magnÃtica localizada intersticialmente em diferentes estruturas ferromagnÃticas descritas pelo modelo de Ising e de Heisenberg. No capÃtulo 3, descrevemos um ferromagneto de rede cÃbica simples semi-infinita atravÃs do modelo de Ising. Neste caso, as excitaÃÃes nÃo-ressonantes (isto Ã, os modos de defeito fora da regiÃo das ondas de spin de volume e de superfÃcie) e as excitaÃÃes ressonantes (os modos de defeito dentro da regiÃo das ondas de spin de volume) sÃo calculadas numericamente para a fase de alta-temperatura. Duas situaÃÃes sÃo analisadas, dependendo da posiÃÃo da impureza em relaÃÃo a seus vizinhos: a impureza està na superfÃcie; a impureza està na regiÃo de volume. Nos demais capÃtulos, usamos o modelo de Heisenberg/Ising (onde passamos do modelo de Heisenberg para o de Ising atravÃs do controle de um parÃmetro) para descrever os seguintes sistemas: ferromagneto de rede quadrada infinita (capÃtulo 4), ferromagneto de rede quadrada centrada infinita (capÃtulo 5), ferromagneto de rede cÃbica de corpo centrado infinita (capÃtulo 6) e rede favo de mel infinita (capÃtulo 7), todos contendo uma impureza magnÃtica localizada intersticialmente. Nos trÃs primeiros casos, sÃo calculados apenas os modos de defeito acima da banda de volume do material puro (modos Ãpticos). No capÃtulo 7, sÃo analisados apenas os modos de defeito abaixo da banda de volume do material puro (modos acÃsticos).