Neste trabalho, desenvolvemos um gerador de nanopartículas (NPs) como uma adaptação para um sistema de magnetron sputtering. Com ele, somos capazes de produzir NPs de materiais diversos e codepositá-las em matrizes dielétricas ou metálicas. A adaptação consiste em incluir uma região de alta pressão relativa de Ar no caminho do vapor atômico removido do alvo. A aglomeração ocorre termodinamicamente devido a diminuição da energia cinética após colisões com o gás. Desenvolvemos também, uma metodologia para colimar o fluxo de NPs dentro da região de alta pressão. A deposição é feita no substrato na forma de uma mancha com alguns milímetros de diâmetro e o tempo de preparação da amostra é significativamente curto. Desenvolvemos um modelo fenomenológico para explicar a condensação e a colimação do nosso sistema. Este, apesar de não sofisticado, explica bem ambos os fenômenos e consegue prever o diâmetro das nanopartículas para certas condições. Em paralelo ao desenvolvimento, produzimos e caracterizamos nanopartículas de cobalto. Da caracterização morfológica, através de microscopia eletrônica, concluímos que as NPs produzidas tem diâmetros médios de 10 nm com uma dispersão de 13 %. Através de análises de retro espalhamento Rutherford estudamos a distribuição do material sobre o substrato e observamos que este segue uma distribuição Gaussiana de espessuras. Além disso, devido a colimação, observamos que as taxas de deposição são da ordem de 50 vezes maiores que as taxas usuais de um sistema de sputtering. Estudos estruturais através de difração de raios X mostraram que as nanopartículas são nanocristalinas e imagens em alta magnificação de microscopia eletrônica de transmissão comprovaram esta hipótese. Finalmente, estudos magnéticos mostraram que as NPs não possuem eixos preferenciais de magnetização. Desenvolvemos condições padrões de operação e estabilizamos o sistema que atualmente produz amostras confiáveis e reprodutíveis. Além do Co, nanopartículas de Cu e SmCo foram produzidas em condições parecidas. A morfologia destas partículas foi investigadas por microscopia eletrônica e seus tamanhos se mostraram próximos dos das NPs de Co. Estes resultados ilustraram a universalidade do nosso sistema de deposição de nanopartículas. / We have developed a nanoparticle (NP) generator by adapting one of the sputtering guns on a magnetron sputtering system. With it, we are able to produce nanoparticles with different types of material. The adaptation consists of including a high-pressure region in the path of the atomic vapor removed from the sputtering target. The condensation happens thermodynamically through the loss of kinetic energy that the atomic vapor suffers after collisions with the gas. We have also developed a methodology to collimate the flow of nanoparticles inside the high pressure region. The deposition on the substrate is in the form of a stain with a few millimeters in diameter. The sample preparation time is also relatively short. We created a phenomenological model to explain both the condensation and collimation phenomena in our system. Despite being relatively simple, this model explain both quite well. In parallel to the development of the system, we produced and characterized cobalt nanoparticles. From a morphological analysis, carried out using electron microscopy, we determined that the nanoparticles mean diameter is of about 10 nm with a dispersion of 13 %. Through Rutherford back-scattering analysis, we studied the thickness distribution of the sample along the substrate. We observed that it follows a Gaussian distribution. Also, because of the collimation of the material, the deposition rates are about 50 times higher than in a regular sputtering system. Using X ray diffraction we were able to determine that the NPs are nano-crystalline which is corroborated with high resolution transmission electron microscopy images. Finally, magnetic measurements showed that the nanoparticles do not have any preferential magnetization axis. We developed standards of operations and stabilized the system. The samples we produce are trustworthy and reproducible. Besides Co, Cu and SmCo NPs were produced using this system with conditions similar to the ones used on the Co NPs. Through morphological analysis, we determined that their sizes are also similar. These results illustrate the universality of our system.

O objetivo do presente trabalho foi produzir e estudar magnética e estruturalmente filmes finos de Ni IND. 81 Fe IND. 19 Mn IND. 50. Os filmes foram produzidos através da técnica de DC magnetron sputtering. Iniciamos nosso estudo em filmes de Si/buffer/ Ni IND. 81 Fe IND. 19 (30nm)/Fe IND 50 Mn IND. 50 (15nm)/Ta(5nm), utilizando-se substratos de Si(100), Si(111) e buffer de Cu e Ta, a fim de determinar as melhores condições para a obtenção de bom acoplamento de exchange entre as bicamadas magnéticas. Em seguida estudamos a propriedades magnéticas de filmes em função da espessura das camadas magnéticas. As amostras produzidas para este estudo foram filmes de Si(100)/Cu(20nm)/ Ni IND. 81 Fe IND. 19 (t IND. FM nm)/ Fe IND. 50 Mn IND. 50(t IND AFM nm)/Ta(3nm), variando-se t IND. FM entre 5 e 53nm e mantendo fixa t IND. AFM em 10 nm e vice-versa. Finalmente estudamos o efeito das irradiações iônicas de He e Ne no acoplamento de exchange. Os filmes foram caracterizados utilizando-se as técnicas de magnetrometria de amostra vibrante, difração de raios-x, refletometria de raios-x, absorção de raios-x na borda do Mn e microscopia óptica de campo próximo (SNOM). Os resultados da caracterização magnética de todos os filmes de Si/buffer/NiFe/FeMn/Ta mostram que eles apresentam acoplamento de exchange logo após a sua obtenção por sputtering. Porém o acoplamento via troca precisa ser induzido através do procedimento field cooling nos filmes de Si/buffer/FeMn/NiFe//Ta. Os resultados das medidas de difração de raios x mostram que os filmes apresentam estrutura cristalina FCC e texturas cristalográficas (111) e (200) quando as camadas magnéticas são depositadas sobre Cu e uma única textura cristalográfica, a textura (111) quando elas são depositadas sobre Ta. Por outro lado, os resultados da caracterização magnética nos indicam que as amostras com buffer de Cu apresentam as melhores propriedades magnéticas alto valor de H IND. exc e baixa coercividade. A análise de EXAFS dos filmes com diferentes buffers nos indica que as amostras depositadas sobre Ta e diretamente sobre silício apresentam maior desordem na sua estrutura fina em relação às amostras depositadas sobre Cu. A caracterização magnética dos filmes irradiados ionicamente mostrou que o valor de Hexc dos filmes irradiados com diferentes doses de He a temperatura ambiente aumentou em comparação ao valor do campo de exchange das amostras antes das irradiações iônicas. Já nas amostras irradiadas com Ne o campo de exchange diminuiu drasticamente. A partir das medidas realizadas no microscópio óptico de varredura em campo próximo (SNOM), em diferentes regiões de amostras antes e depois de serem irradiadas ionicamente observamos que não há variações no valor do campo de exchange. / The aim of the present work was to produce and to study magnetic and structural properties of Ni81Fe19/Fe50Mn50 thin films. These films were produced by DC magnetron sputtering. We began our study on Si/buffer/Ni81Fe19(30nm)/Fe50Mn50(15nm)/Ta(5nm) films, using Si(100) or Si(111) substrates and Cu or Ta buffer layer, in order to determine the best conditions for obtaining a good exchange coupling between magnetic bilayers. After that, we studied the magnetic properties of these films relative to magnetics layers thickness. The samples studied were Si(100)/Cu (20mn)/Ni81Fe19 (tFM mn)/Fe50Mn50 (tAFM nm)/Ta(3nm), with tFM varying between 5 to 53run, with fixed tAFM of 10mn, and vice versa, namely with fixed tFM and varying tAFM. Finally, we studied the effect of He and Ne ionic irradiation on the exchange-coupling interaction. The thin films were characterized by vibrating sample magnetometry, X-ray diffraction, X-ray reflectometry, X-ray absorption spectroscopy at the Mn K edge, and near field optical microscopy (SNOM). The magnetic characterization of all Si/buffer/NiFe/FeMn/Ta films shows that pristine films present exchange coupling. However, the exchange-coupling interaction needs to be inducing through field cooling procedure for Si/buffer/FeMn/NiFe/Ta films. X ray diffraction measurements show that these films presents FCC crystal structure, plus (111) and (200) crystal textures when the magnetic layers are deposited on Cu buffer layer, and only the (111) crystal texture when the layers are deposited on Ta. On other hand, the magnetic measurement point out that the Cu buffer samples presents the best magnetic properties with high values for Hexc and low values of coercive field. The EXAFS analysis of films with different buffers points out that samples deposited on Ta and directly on silicon present a larger local disorder than samples deposited on Cu. The magnetic measurements of the ionic irradiated films showed an increase of Hexc values for samples irradiated at room temperature with different He rates, compared with the same samples before irradiation. On the other hand, for Ne irradiated samples the exchange field decreased drastically. We observed irradiation no changes on the exchange field values from near field optical microscopy (SNOM) measurements at different areas of samples before and after ionic. These results point out that, even if we are characterizing very small areas of the samples, the exchange field represents the average behavior of the exchange interaction in these areas.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-28T18:08:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9737599 bytes, checksum: fd1c96dcfb7c14f5fa206a440c3c5095 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T18:08:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9737599 bytes, checksum: fd1c96dcfb7c14f5fa206a440c3c5095 (MD5) Previous issue date: 2018-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos tres importantes sistemas magnéticos extensamente pesquisados nas últimas décadas. Na primeira parte, a proposta recente da utilização de skyrmions magnéticos, que são excitações topológicas tipo quasi-partícula em ferromagnetos, em memórias tipo racetrack, tem atraído a atenção de pesquisadores nos últimos anos abrindo um novo campo de estudo chamado skyrmionics, que é uma tentativa de utilizar estas estruuras magnéticas como transportadores de informação na próxima geração de de dispositivos spintrônicos. Para a utilização de skyrmions magnéticos, em alguns sistemas é necessário a inclusão de interação Dzyaloshinskii-Moriya e campos magnéticos externos no sistema. Neste trabalho, nós exploramos um sistema sem estes requisitos. Primeiro, propusemos um modo controlado de criação de skyrmions e skyrmioniums impressos em em uma nanofita de material ferromagnético com magnetização fora do plano. Após isso, investigamos o destacamento da estrutura da região abaixo de um nanodisco, responsável por imprimir esta estrutura. O transporte é feito por spin transfer torque devido a pulsos de corrente elétrica spin polarizada aplicadas na nanofita. A detecção da estrutura é feita por magnetoresistência túnel. Esta estrutura que se move, após deixar a região abaixo do disco, não é mais considerada um skyrmion e, calculando como a carga topológica evolui, a estrutura foi chamada de sóliton magnético ressonante. A segunda parte cobre os efeitos de geração de correntes puras de spin por Spin Pumping e efeito Seebeck de Spin e a conversão dessas correntes de spin em correntes de carga em isolantes topológicos a temperatura ambiente. A conversão de corrente de spin em corrente de carga é devido ao efeito Edelstein Inverso (IEE) que é possivel devido ao ’spin-momentum locking’ do elétron no nível de Fermi devido ao campo de Rashba. As medidas nas duas técnicas levaram ao mesmo valor do parâmetro IEE, mostrando que ambos os resultados são maneiras eficientes de converão de corrente de spin em corrente de carga. Na terceira parte, redes de nanomagnetos projetados para assemelhar-se a gelos de spin (estados magnéticos desordenados) e são conhecidos como gelos de spin artificiais e, estudos teóricos e experimentais da termodinâmica nestas redes. Nas redes retangulares de gelos de spin artificiais espera-se que mostrem diferentes transições de fase mudando a geometria do sistema. Esta dinâmica gerada por efeitos geométricos abrem uma possibilidade de explorar diferentes estados fundamentais e geração de monopolos magnéti- cos por efeitos térmicos. Aqui, mostramos que uma rede particular de gelos de spin artificiais se mostram com menos restrições para que as nanoilhas mudem magnetização em uma rede em particular e, comparndo o impacto de efeitos térmicos em mudanças de magnetização em diferentes sistemas, é possível encontrar o fenÃt’meno chamado geometrotermodinâmica. / In this work we study three important magnetic systems extensively researched in the past decades. In the first part, the recent proposition of the use of magnetic skyrmions, which are topological particle-like excitations in ferromagnets, in racetrack memories, have attracted a lot of attention recently opening up a new field of study called skyrmionics which is an attempt to use those magnetic structures as information carriers in next generation of spintronic devices. For usage of magnetic skyrmions, in some systems is necessary to include the Dzyaloshinskii- Moriya interaction (DMI) and the out-of-plane magnetic field into the system. In this work, we explore a system without these requirements. First, we propose a controlled way for the creation of magnetic skyrmions and skyrmioniums imprinted in a perpendicular magnetized ferromagnetic nanotrack. Then we investigate the detachment of the imprinted spin textures from the underneath of the nanodisk, the transport by the spin-transfer torque imposed by spin-polarized current pulses applied in the nanotrack and the detection by Tunnel Magnetoresistance (TMR). We notice that the moving structure is not a skyrmion after is detached, and by calculating how the topological charge behaves, we have called it the resonant magnetic soliton (RMS). The second part covers the generation of spin currents by Spin Pumping and Spin Seebeck effects and the conversion of this spin current to charge current in (Bi 0.22 Sb 0.78 ) 2 T e 3 topological insulators at room temperature. The spin-to-charge current conversion is attributed to the inverse Edelstein effect (IEE) made possible by the spin-momentum locking in the electron Fermi contours due to the Rashba field. The measurements by the two techniques yield the same value for the IEE parameter, showing that those methods can be an efficient way to the spin to charge current in topological insulators. In the third part, arrays of nanomagnets designed to resemble spin ice materials (disordered magnetic states) are known as artificial spin ices (ASI). Here we study, both theoretically and experimentally the thermodynamic effects on streched arrays of spin ices. The rectangular artificial spin ices (RASI) is expected do show different phase transitions by changing the geometry of the system. This geometrically driven dynamics in ASI can open up the panorama of exploring distinct ground states and thermally generated magnetic monopole excitations. Here, it is shown that a particular RASI lattice experience less restriction to flip precisely in a kind of rhombic lattice and by comparing the impact of thermal effects on the spin flips in these three appropriate different RASI arrays, it is possible to find the phenomenon that we call ASI geometrothermodynamics.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11389_Dissertação final Erik Fissicaro Procópio.pdf: 24584907 bytes, checksum: 5ba9c93de30291017ebff299b50c84bf (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Neste trabalho, estudamos a formação e as propriedades estruturais e magnéticas das fases de ferritas Mn1-xZnxFe2O4 (x = 0; 0,5; 1), preparadas pela técnica de moagem (High-energy ball milling), via difração de raios-X (DRX), espectroscopia Mössbauer do 57Fe (sem campo aplicado) e medidas de susceptibilidade magnética (em função da temperatura e da frequência do campo AC). Para as ferritas mista e pura de Mn, houve um acidente no processo de preparação e constatamos uma contaminação dos materiais, que comprometeu a apresentação sistemática dos resultados. Resolvemos apresentar os resultados nesta dissertação para ficarem registrados. Com a parte confiável dos dados, fomos capazes de inferir que todas as ferritas, preparadas por moagem nas condições estabelecidas neste trabalho, apresentam uma cinética de formação bastante similar. Contudo, tivemos sucesso na produção da ferrita de zinco (ZnFe2O4), onde acompanhamos a cinética de formação desta fase, que se iniciou nas primeiras 10 h de moagem, mas que não se completou mesmo após 200 h [existe ainda 6% dos precursores (pós de ZnO e α-Fe2O3) no material]. Especificamente, observamos uma alta taxa de formação da fase ZnFe2O4 até às 90 h de moagem, com posterior redução da taxa de reação de estado sólido entre os pós precursores. Por espectroscopia Mössbauer do 57Fe e difração de raios-X, distinguimos a formação de duas fases distintas da ferrita ZnFe2O4 moída por 200 h: uma com estrutura cristalina do tipo espinélio e parâmetro de rede similar ao valor encontrado para este material no bulk e uma fase magnética. Esta fase com grãos cristalinos da ordem de 12 nm para a amostra moída 200 h (recém moída), segundo os espectros Mössbauer, tem temperatura de ordem magnética bem acima (TC ≈ 90 K) daquela encontra para a ferrita no bulk, que é de 10 K. Atribuímos este aumento no valor de TC ao processo de inversão catiônica entre os sítios A e B da estrutura espinélio que, por sua vez, deveriam ser ocupados somente por íons Zn e Fe, respectivamente. A outra componente dos espectros Mössbauer, com temperatura de ordem magnética acima de 300 K, corresponde uma distribuição de campos magnéticos hiperfinos. As frações destas componentes mudam à medida que procedemos com tratamentos térmicos, ou seja, quando se: (i) aumenta o tamanho médio de grãos, (ii) reduz as micro-tensões produzidas pelo processo de moagem e (iii) reduz também a inversão catiônica entre os sítios A e B. Este processo de tratamento térmico produz um material ainda nanoestruturado, mas com grãos da ordem de 14-17 nm, que se ordenam em temperaturas inferiores à temperatura de 30 K, segundo medidas de susceptibilidade magnética AC e Mössbauer. Propomos dois modelos (A e B) para explicar nossos dados experimentais. No modelo A, a região de contorno de grão é desprezível do ponto de vista magnético e teríamos uma vasta distribuição de tamanhos de grãos. No modelo B, teríamos uma distribuição mais estreita de grãos, mas com grande contribuição das regiões de contornos de grãos, ou seja, região que governará a interação magnética entre os grãos. Não conseguimos definir qual dos modelos é o mais apropriado, mas baseado em argumentos físicos, inferimos que seja o modelo B. De qualquer forma, os grãos, com ordem cristalina, estariam interagindo magneticamente e produzindo um T0 (do modelo de Fulcher) de 75 K. Este valor, juntamente com os dados de susceptibilidade magnética, indicam que a ferrita de ZnFe2O4 tratada termicamente em 773 ou 973 K exibe comportamento tipo cluster-glass, com valores das temperaturas de congelamento bem definidos, uma vez que @Tχ(Tf ; f) = 0.

Orientador: Marcelo Knobel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T19:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioCesarSiqueirada_D.pdf: 1575771 bytes, checksum: aedeb8f599f29d9b404e115c6e82444d (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese discutimos os processos de formação e controle de nanoestruturas magnéticas nas ligas binárias de composição Cu90Co10 e Cu85Co15 e na liga amorfa de composição Fe86Zr7Cu1 B6 através da técnica de tratamento térmico por aquecimento Joule. Duas formas de ministrar o aquecimento Joule são apresentadas: através da aplicação direta da corrente de tratamento e por variação linear da corrente de tratamento. Também discutimos os efeitos das nanoestruturas formadas nas propriedades magnéticas dos materiais acima mencionados com ênfase nas aplicações técnicas destes materiais. Em particular, estudamos em detalhe o efeito da distribuição de tamanho dos grâos nanocristalinos e das interações entre eles. As conclusões se baseiam em resultados de medidas estruturais (difração de raio-X e microscopia eletrônica de transmissão e magnéticas (curvas de histerese, magnetotransporte, susceptibilidade AC) além de simulações numéricas usando modelos da literatura e desenvolvidos no nosso grupo / Abstract: In this thesis, we discuss the processes of formation and control of magnetic nanostructures in binary alloys of composition Cu90 Co10 and Cu85 Co15, and in the amorphous alloy of composition Fe86 Zr7 Cu1 B6 through thermal annealing using the Joule heating technique. We present two diferent ways to control the Joule heating: by directly applying the annealing current, and through linearly varying the applied current. Also, we discuss the effects of the nanostructures on the magnetic properties of the above mentioned materials always stressing the importance of these properties for technical applications. In particular, we studied, in detail, the effect of the grain size distribution and the interaction between grains. The conclusions are based on structural (X-ray diraction, and transmission electron microscopy), and magnetic (hysteresis curves, magnetotransport, and AC susceptibility) measurements. We also performed numerical simulations using existing models and new models developed in our grou / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O diagrama de fase de um metamagneto de Ising em um campo magnÃtico uniforme e em um campo magnÃtico aleatÃrio à estudado usando teoria de campo mÃdio derivado do princÃpio variacional de Bogoliubov. O diagrama de fase exibe comportamento tricrÃtico e fenÃmeno de reentrÃncia para determinados valores do campo magnÃtico aleatÃrio acima de um certo valor crÃtico. O fenÃmeno de reentrÃncia à devido Ãs competiÃÃes entre as interaÃÃes ferromagnÃticas, antiferromagnÃticas, campo magnÃtico uniforme e o campo magnÃtico aleatÃrio. Em particular, se o modelo exibe uma transiÃÃo em campo aleatÃrio zero, entÃo a distribuiÃÃo bimodal nunca destrÃi esta transiÃÃo de primeira ordem, em contradiÃÃo ao caso de uma distribuiÃÃo trimodal. / The phase diagram of an Ising metamagnet in an uniform magnetic field and in a random magnetic field is studied using a mean field theory derived from Bogoliubov variational principle. The phase diagram displays tricritical behavior and reentrance phenomenon for determined values of the random magnetic field above a certain critical value. The reentrance phenomenon is due to the competition between the other interactions ferromagnetic, anti-ferromagnetic, uniform magnetic field and the random magnetic field. In particular, if the model exhibits a first-order transition in zero random field, then a bimodal distribution never destroys this first-order transition, in contradiction to the case of a trimodal distribution.

Foram investigados os efeitos de tratamentos térmicos nas propriedades estruturais, magnéticas e de magnetotransporte eletrônico de fitas de Co10Cu90 rapidamente resfriadas (“melt-spun”) enfatizando o estudo de possíveis relações entre as interações magnéticas entre grãos, camadas e cristais presentes nestes materiais e a magnetoresistência. A análise combinada da evolução estrutural e da intensidade das interações entre os grãos magnéticos mostra claramente o papel de alguns parâmetros estruturais (tamanho e densidade de partículas, distância entre partículas) e da própria intensidade das interações entre as partículas nas propriedades de transporte eletrônico em presença de um campo magnético.

Orientador: Carlos Rettori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinho_HerculanodaSilva_D.pdf: 4335496 bytes, checksum: fd0666a20b900ebbc424ce94bd2d1700 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Nesta tese apresentamos o estudo de algumas excitações presentes em sistemas de atual interesse na física da matéria condensada, dentro das áreas de magnetismo e supercondutividade. Estes sistemas são os supercondutores MgB2 e YBa2Cu3O7, o antiferromagneto frustrado ZnCr2O4 e a manganita bicamada que apresenta magnetoressistência colossal La2-2xSr1+2xMn2O7. No sistema MgB2 estudamos o fônon E2g ativo em Raman e seu papel na supercondutividade. Ao contrário de inúmeras previsões teóricas, nossos resultados mostraram que a dependência com a temperatura do modo E2g não apresenta qualquer anomalia em Tc, indicando que o envolvimento do fônon E2g, ao redor do ponto r, no mecanismo supercondutor do MgB2 deve ser revisto. Ainda, a análise da dependência com a temperatura da freqüência deste modo permitiu-nos estimar o parâmetro de Grüneisen como valendo ? g E2g ? £ 1.0, em discrepância com resultados prévios obtidos a partir de medidas de Espalhamento Raman com pressão a temperatura constante. Sugerimos que este desacordo pode ser explicado considerando mudanças na topologia da superfície de Fermi induzidas por pressão. As excitações eletrônicas ativas em Raman que aparecem na fase supercondutora foram estudadas no sistema YBa2Cu3O7. Nossos resultados mostraram que os picos presentes no Espalhamento Raman Eletrônico nos canais A1g + B2g e B1g não são ambos devidos à processo de quebra de pares, como considerado em grande parte da literatura até o momento. Estes resultados são adequadamente interpretados em termos do modelo de Zeyher e Greco que relaciona o Espalhamento Raman Eletrônico nos canais A1g + B2g e B1g flutuações dos parâmetros de ordem do antiferromagnetismo orbital e supercondutor, respectivamente. Já para o sistema ZnCr2O4 estudamos as excitações eletrônicas dos elétrons de Cr 3+, os fônons e as excitações de spin, com o intuito de entender a frustração magnética neste sistema. Nossos resultados mostraram a existência de uma transição de um regime de correlações antiferromagnéticas de curto alcance para um de longo alcance quando a temperatura decresce desde 100 à 12 K. Mostramos também que uma descrição correta da ressonância paramagnética eletrônica, susceptibilidade magnética, calor específico e Raman é obtida considerando-se o acoplamento de vários momenta de spin do Cr. Finalmente, estudamos os magnons nas manganitas magnéticas bicamadas La2-2rSr1+2xMn2O7 para 0 < x < 0.50, onde mostramos que o calor específico e a magnetização neste sistema podem ser adequadamente descritos levando em conta a contribuição de magnons ferromagnéticos bidimensionais / Abstract: In this thesis we present the study of some excitations present in systems of actual interest in the condensed matter physics, namely in the fields of magnetism and super-conductivity. These systems are the superconductors MgB2 and YBa2Cu3O7, the frus-trated antiferromagnet ZnCr2O4 and the colossal magnetoresistance bilayered manganite La2-2xSr1+2xMn2O7. In the MgB2 system we studied the Raman-active E2g fônon mode and their rule in the superconductivity. Contrary to several theoretical predictions, our results shown that the temperature dependency of the E2g mode did not present anomalies around Tc. This indicates that the rule of the E2g phonon mode at ? g E2g ? £ 1.0 in disagreement with results from pressure dependent Raman scattering. We suggested that this fact can be explained considering pressure-induced topological changes in the Fermi surface. The superconducting Raman-active electronic excitations were studied in the YBa2Cu3O7 system. Our results shown that the electronic Raman peaks in the A1g e B1g channels are not both due to breaking pairs process, as considered in some extension by the literature. A correct interpretation for the results could be found in the Zeyher and Greco's model that relates the electronic Raman in the A1g e B1g channels to uctuations in the orbital entiferromagnetism and superconducting order parameters, respectively. In the ZnCr2O4 we studied the electronic excitations from the Cr 3+ electrons, the phonons and the spin excitations in order to understand the magnetic frustration. Our results shown that the system experiences a transition from a short-ranged to long-ranged antiferromagnetic correlations regime when the temperature decreases from 100 to 12 K. We also shown that the correct description of the electron paramagnetic resonance, mag-netic susceptibility, specific heat and Raman scattering of the system is obtained when considering the coupling of two or more Cr spins. Finally, we studied the magnons in the bilayered magnetic manganite La2-2rSr1+2xMn2O7 for 0 < x < 0.50. We shown that the specific heat and magnetization of the system can be well described considering the two-dimensional ferromagnetic magnons contributions / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Marcelo Knobel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piccin_Rafael_M.pdf: 28985729 bytes, checksum: afa3d6ef86c868ccfd0239d4dfa72438 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado são apresentados resultados do efeito do campo dipolar magnético em conjuntos formados por fios e microfios ferromagnéticos amorfos de composição Fe77,5Sil2,5B15. Devido à estrutura de domínios peculiar destes fios magnéticos, eles podem ser, em princípio, aproximados a dipolos magnéticos, permitido a análise destes campos magnetostáticos nestas estruturas macroscópicas. Os estudos foram realizados em conjuntos de fios colocados lado a lado. As curvas de magnetização foram medidas variando-se o número de elementos. Além disso, no caso de dois fios, medidas em função da separação entre os dois elementos foram realizadas. Estas medidas magnéticas foram feitas empregando um magnetômetro desenvolvido durante o projeto e também utilizado um magnetômetro SQUID. Os resultados são explicados considerando o campo dipolar gerado por cada fio do conjunto, que altera os valores do campo de inversão da magnetização e faz com que platôs sejam observados nas curvas de magnetização. Os efeitos do campo dipolar também foram observados em medidas de magnetoimpedância, onde a presença do fio rico em Fe desloca as curvas de magnetoimpedância de um fio amorfo base Co, de modo análogo a um campo bias / Abstract: The results of the magnetic dipolar field in an array of amorphous ferromagnetic wires and microwires of composition Fe77,5Si12,5B15 are presented in this dissertation. Due to their peculiar domain structure, in principle, they can be approximated to magnetic dipoles, a11owing the analysis of the magnetostatic field among these macroscopic entities. The studies were carried out in arrays of wires placed side by side. The magnetic loops were measured changing the number of elements. Moreover, in the case of two parallel wires, measurements as function of the distance between the wires were performed. The magnetic measurements were carried out in an inductive magnetometer developed during this project and a1so using a SQUID magnetometer. The results are explained considering the dipolar field created by each wire in the array. The dipolar field changes the reversal field of the wires, a11owing the appearance of plateaus during the demagnetization. The effects of the dipolar field were also observed in magnetoimpedance measurements when a Fe-rich wire in placed near an amorphous Co-based wire, its presence dislocates the Co-based wire magnetoimpedance curves, ana1ogously as a bias field / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7768_1.pdf: 2846335 bytes, checksum: 805e6468b6095bd5031e2e1eb3541bf2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Desde a descoberta de Stanley de que o modelo esférico é o limite de dimensionalidade de spin infinita do modelo de Heisenberg clássico, o modelo esférico tem atraído mais atenção do que meramente ser uma alternativa ao modelo de Ising. Como é bem conhecido, o modelo esférico clássico contradiz a terceira lei da Termodinâmica. Este defeito pode ser corrigido através de uma quantização do modelo. Nesta tese, escolhemos a proposta de Obermair que permite o controle das flutuações quânticas através do parâmetro g. Nesta tese, utilizamos o modelo esférico quântico de spin como laboratório da influência das flutuações quânticas sobre o comportamento magnético e termodinâmico da rede hipercúbica d-dimensional e das cadeias AB e AB2 antiferromagnéticas. A cadeia AB2 tem como motivações experimentais polímeros ferrimagnéticos e compostos de oxocupratos, dentre outras. Através da análise de observáveis como magnetização, susceptibilidade, comprimento de correlação e funções de correlação obtivemos no caso da rede hipercúbica que o modelo apresenta quebra espontânea de simetria a temperatura finita e para o estado fundamental (T=0). Através de cálculos detalhados dos observáveis mencionados acima pudemos obter os expoentes críticos associados às transições de fase térmica e quântica (T=0) da rede hipercúbica d-dimensional. Verificamos também que o calor específico em baixas temperaturas não viola a terceira lei da termodinâmica. Para o caso da cadeia AB, o estado fundamental antiferromagnético é obtido com a presença, e posterior anulamento, de campo magnético staggered e nas ausências de flutuações térmicas e quânticas e de campo uniforme. Por outro lado, o modelo esférico na cadeia AB3 apresenta estado fundamental ferrimagnético para g=T=h=0 mesmo na ausência de campo staggered. Entretanto, apesar das cadeias AB e AB2 não apresentarem transição de fase térmica ou quântica, os valores locais de spin da cadeia AB podem apresentar um comportamento antiferromagnético de curto alcance para flutuações térmicas e quânticas pouco intensas e baixos valores do campo magnético uniforme quando comparados com os do campo magnético staggered; no caso da cadeia AB2, destacamos comportamento ferrimagnético de curto alcance para fracas flutuações quânticas e térmicas e campo magnético baixo. Esses comportamentos antiferromagnético e ferrimagnético desaparecem com o aumento das flutuações térmicas e quânticas ou da presença do campo magnético. Tais resultados foram confirmados pelo comportamento assintótico das funções de correlação. Finalmente, obtivemos que os comportamentos em baixas temperaturas do modelo esférico quântico podem ser comparados com aquele da cadeia Heisenberg quântica XXZ, através da análise de observáveis como entropia e calor específico. A termodinâmica de altas temperaturas do modelo esférico quântico se assemelha à de um oscilador harmônico quântico, cuja freqüência depende da temperatura e do parâmetro quântico g