Nesse trabalho foram estudados os compostos intermetalicos do tipo RAg (R = Nd, Gd e Ho) por calculos teoricos desenvolvidos dentro do formalismo da Teoria do Funcional Densidade (DFT). O metodo APW+lo (Augmented Planes Waves + lo- cal orbitals) foi aplicado para resolver a equacao de Kohn-Sham e a Aproximacao do Gradiente Generalizado (GGA) usada para tratar de forma aproximada o potencial de troca-correlacao. O codigo computacional utilizado foi o WIEN2k. As atividades foram focalizadas em duas frentes. Numa delas, determinou-se a fase magnetica do estado fundamental dos compos- tos HoAg e NdAg. Para isso, simulou-se as 4 estruturas magneticas possiveis (para as celulas cristalinas cubicas) desses dois sistemas (uma ferromagnetica (0,0,0) e as antifer-romagneticas: (0,0,¼), (¼,¼,0) e (¼,¼,¼)) e com a confeccao de gra¯cos de energia das celulas cristalinas dessas estruturas magneticas pela variacao dos volumes de tais celulas, chegou-se na estrutura magnetica (¼,¼,0) como a mais provavel para o estado fundamental magnetico de ambos os compostos. Tambem observou-se que o sistema de NdAg apre- senta uma pequena diferenca entre as energias das estruturas antiferromagnetica (¼,¼,0) e ferromagnetica. Creditou-se a esse efeito a explicacao de encontrar-se na literatura re- sultados experimentais diferentes para a estrutura magnetica do composto de NdAg puro e dopado com o atomo de 140Ce (entrando no sitio do Nd). Acredita-se que a dopagem do NdAg com o atomo de 140Ce (em uma porcao reduzida), gera alteracao no sinal da integral de troca (acoplamento RKKY), mudando-o de positivo para negativo, e isso implica na modficacao da fase magnetica do estado fundamental, passando da estrutura (¼,¼,0) µa 0,0,0). Assim, com a informacao anterior da estrutura magnetica do composto de NdAg quando dopado com o atomo de 140Ce, entrou-se na segunda etapa do estudo. Nela, fez-se os calculos das estruturas eletronicas usando a aproximacao de supercelulas nos compostos de GdAg e NdAg dopados com o atomo de Ce, garantindo que esse substituisse um atomo de terra rara nas supercelulas cristalinas montadas para determinar no Ce o campo hiperfino magnetico e suas componentes geradoras. Os compostos de GdAg e NdAg (dopados com Ce), respectivamente, tiveram suas celulas cristalinas montadas ferromagnetica e antiferromagneticamente. Utilizou-se a polarizacao orbital (DFT+U) nos eletrons da camada 4f das terras raras (excluindo-se o atomo de Gd que nao apresenta momento angular). Dessa forma, em ambos os sistemas foi possivel fazer varias simulacoes, nas quais a camada 4f do atomo de Ce foi populada de maneiras diferentes, afim de se obter varios valores de momento angular e com isso diversos resultados de campo hiperfino orbital foram conseguidos; assim, automaticamente o campo magnetico hiperfino tambem assumiu diferentes valores. Escolheu-se os sub-estados da camada 4f do Ce para serem simulados por meio da regra de Hund. Como esperado o campo hiperfino magnetico orbital gerado na camada 4f e a principal componente do campo hiper¯no total no atomo de Ce e ele apresenta sinal contrario µa componente de contato. Apesar dos resultados teoricos do campo hiperfino magnetico terem consideravel discrepancia dos resultados experimentais, pode-se verificar que o unico eletron da camada 4f do atomo de Ce (nos dois compostos) possivelmente esta em um dos seguintes sub-estados da camada 4f: ml = ¡2, ml = ¡1 ou ainda uma combinacao dos dois. / In this work the magnetic hyper¯ne ¯eld acting on Ce atoms substituting the rare-earths in RAg compounds (R = Gd e Nd) was studied by means of ¯rst-principles electronic structure calculations. The employed method was the Augmented Plane Waves plus local orbitals (APW+lo), embodied in the WIEN2k program, within the framework of the Density Functional Theory (DFT) and with the Generalized Gradient Approximation (GGA) for the exchange and correlation potential. The super-cell approach was utilized in order to simulate for the Ce atoms acting as impurities in the RAg matrix. In order to improve for correlation e®ects within the 4f shells, a Hubbard term was added to the DFT hamiltonian, within a procedure called GGA+U. It was found that the magnetic hyper¯ne ¯eld (MHF) generated by the Ce 4f electron is the main component of the total MHF and that the Ce 4f ground state level is probably a combination of the ml = ¡2 and ml = ¡1 sub-levels. In addition, the ground-state magnetic structure was determined for HoAg and NdAg by observing the behavior of the total energy as a function of the lattice volume v for several possible magnetic ordering in these compounds, namelly, ferromagnetic, and the (0,0,¼), (¼,¼,0) and (¼,¼,¼) types of anti-ferromagnetic ordering of rare-earth atoms. It was found that the ground-state magnetic structure is anti-ferromagnetic of type (¼,¼,0) for both, the HoAg and NdAg compounds. The energy di®erence of the ferromag-netic and antiferromagnetic ordering is very small in the case of the NdAg compound.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-24T13:49:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConfiguracoesMagneticasColineares.pdf: 2444399 bytes, checksum: 17ab382cbcb9c29bb4b87b155e274e6d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-11T14:02:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConfiguracoesMagneticasColineares.pdf: 2444399 bytes, checksum: 17ab382cbcb9c29bb4b87b155e274e6d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-11T14:02:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ConfiguracoesMagneticasColineares.pdf: 2444399 bytes, checksum: 17ab382cbcb9c29bb4b87b155e274e6d (MD5) Previous issue date: 2010 / Neste trabalho investigamos as propriedades magnéticas de currais de Fe, Cr e Mn adsorvidos sobre a superfície de Pt(111) utilizando o método RS-LMTO-ASA (Real Space Linear Muffin Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é um método de primeiros princípios baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT-Density Functional Theory), que permite o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares. Obtivemos que os átomos de Fe apresentam momentos magnéticos elevados, da ordem de 3.5µB /átomo, e têm uma interação de troca entre primeiros vizinhos forte e ferro-magnética. Isto leva a um arranjo magnético colinear no curral. Para os currais de Mn e Cr encontramos que estes possuem elevado momento magnético, da ordem de 4.51µB /átomo e 4.15µB /átomo, respectivamente, e interações de troca entre primeiros vizinhos antiferro-magnéticas. Isto conduz a arranjos magnéticos colineares em currais simples, assim como interessantes ordenamentos não-colineares, tais como estruturas tipo vértice (skyrmions), para os currais com uma geometria particular onde o antiferromagnetismo se apresenta frustado. / In this study, we investigated the magnetic properties of Fe, Cr and Mn corrals adsorbed on a Pt (111) surface using the first principle RS-LMTO-ASA (Real Space Linear Muffin Tin Orbital – Atomic Sphere Approximation) method, which is based on the Density Functional Theory (DFT), which allows for non-collinear magnetic ordering. We obtained that the Fe atoms posses a large magnetic moment, of the order of 3.5µB / atom, and have a strong ferromagnetic exchange interaction between nearest neighbors. This leads to collinear magnetic arrangements in the corral. For Mn and Cr corrals on Pt (111) we find that the Mn and Cr present large magnetic moments, of the order of 4.51µB / atom and 4.15µB / atom respectively, and have antiferromagnetic interatomic exchange interactions between first neighbor. This leads to collinear magnetic arragements in simple corrals, as well as novel non-collinear ordering, as vortex-like structures (skyrmions), for the case of corrals with particular geometry where antiferromagnetism becomes frustrated.

O processamento em escala laboratorial de soluÃÃes sÃlidas, procedentes dos sistemas Fe2O3/CuO/TiO2 e Fe2O3/Cr2O3, dos seus compÃsitos, e o estudo das propriedades estruturais e de transporte estabelecem o tema principal do trabalho. As granadas ferrimagnÃticas despertam manifesto interesse quanto ao seu emprego em dispositivos aplicÃveis a sistemas de telecomunicaÃÃo operantes nas microondas, sobretudo, em funÃÃo das propriedades dielÃtricas e magnÃticas adequadas. Devido à semelhanÃa estequiomÃtrica, e com a finalidade de se obter materiais com propriedades similares, foram elaborados dois meios magneto-dielÃtricos: (Fe1/4Cu3/8Ti3/8)2O3, um titanato de cobre e ferro, e (Fe5/8Cr3/8)2O3, um Ãxido especÃfico de ferro e cromo. Estas soluÃÃes sÃlidas substitucionais foram sintetizadas por reaÃÃo de estado sÃlido. O processamento avanÃou envolvendo tratamentos mecÃnico e tÃrmico. Foram preparados espÃcimes pulverulentos e com configuraÃÃo definida. A estrutura cristalina dos espÃcimes foi identificada por difraÃÃo de raios-X. Os dados de difraÃÃo de raios-X por policristais foram refinados pelo emprego do mÃtodo de Rietveld. Fez-se uso da espectroscopia MÃssbauer para realizar a sondagem do ferro presente na estrutura cristalina. A morfologia dos espÃcimes, dispostos como peÃas cilÃndricas rÃgidas, foi explorada por Microscopia EletrÃnica de Varredura, assistida por microssonda EDX, para anÃlise quÃmica elementar. Por espectroscopia dielÃtrica foram investigadas as propriedades dielÃtricas permissividade dielÃtrica relativa e fator de perda dielÃtrico e a propriedade de transporte condutividade elÃtrica. As propriedades dielÃtricas e de transporte foram analisadas em funÃÃo da freqÃÃncia, a temperatura ambiente, numa faixa compreendida entre 100 Hz e 40 MHz. Dos dados por difraÃÃo de raios-X, alÃm da identificaÃÃo dos materiais avaliados, foram extraÃdas, apÃs refinamento estrutural, informaÃÃes cristalogrÃficas, no caso das soluÃÃes sÃlidas individuais, e sua quantificaÃÃo, no caso dos compÃsitos por elas constituÃdos. Pela espectroscopia MÃssbauer foram confirmados o estado de oxidaÃÃo do ferro presente nos materiais analisados, a geometria do sÃtio cristalino no qual està presente, a natureza magnÃtica das amostras, e seu provÃvel ordenamento, alÃm da quantificaÃÃo realizada em funÃÃo da quantidade de ferro presente nos compÃsitos. A morfologia dos materiais Ã, em geral, caracterizada pela diversidade de formas e tamanhos dos grÃos, bem como sua disposiÃÃo no artefato explorado. A anÃlise quÃmica elementar forneceu resultados quantitativos acerca dos elementos presentes nos meios investigados. Pela resposta observada na faixa de freqÃÃncia percorrida, ficou evidenciada uma regiÃo de dispersÃo, caracterÃstica do processo de polarizaÃÃo dipolar. Os resultados das propriedades dielÃtricas para as fases sintetizadas mostraram-se parcialmente antagÃnicos: a fase IB100 apresentou a maior permissividade dielÃtrica relativa, porÃm, maior fator de perda dielÃtrica em relaÃÃo à fase IC100, que por sua vez apresentou a menor permissividade dielÃtrica relativa entre todos os materiais investigados. Para os compÃsitos, formados pela mistura aleatÃria de quantidades especÃficas das duas fases sintetizadas, foi evidenciado um comportamento nÃo linear, de forma que estes nÃo representam apenas o reflexo das respostas observadas para as fases individualmente. A fase IB100, em virtude da constante dielÃtrica observada, à o material com maior potencial para aplicaÃÃes em altas freqÃÃncias.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EMC_Heusler- parte 1.pdf: 1976712 bytes, checksum: 54cbe3c62f71ef7121b79c6f4e1efaa0 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, magnetic entropy change of nonstoichiometric Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27 Heusler alloys was experimentally verified by partial substitution (up to 50%) of the Mn atoms by magnetic Fe atoms. Such study was mainly concentrated in the magneto-structural transformation region, at low temperatures. The analysis of X-ray diffraction patterns indicate that the partial substitution of Mn atoms by Fe atoms causes predominance of the L21 -phase, however accompanied by spurious phases. The magnetization measurements as a function of the temperature in the low magnetic field reveals that, in all concentration range (0 x 0.5), the system presents a magnetic transition (Ferromagnetic Paramagnetic) at a temperature, TC, near the room temperature, when the material lay in the austenitic phase. Moreover, as many others Heusler alloys, the material undergoes a martensitic structural transition at low temperatures, TM. As the Fe concentration increases, the Curie temperature, TC, undergoes a little variation, increasing around 5%, while TM decreases slowly and monotonically. The magnetic entropy change, for a field of 5T, presents a maximum SM = - 9,3 J/kg.K, for x = 0.1, at a temperature of 250K, and than decreases for x 0.3, changing linearly with the maximum applied field. / Neste trabalho, verificou-se experimentalmente a variação da entropia magnética nas ligas Heusler não-estequiométricas Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27, substituindo-se parcialmente (até 50%) os átomos de Mn por átomos de Fe. Tal estudo focalizou-se principalmente na região de transformação magneto-estrutural a baixas temperaturas. A análise dos difratogramas de raios-X indica que a substituição parcial de Mn por Fe nessa faixa de concentração, ocasiona uma predominância da fase- L21, porém acompanhada de outras fases espúrias. As medidas de magnetização em função da temperatura realizadas a campos baixos revelam que, em toda a faixa de concentração estudada (0 x 0,5), o sistema apresenta uma transição magnética (Ferromagnético Paramagnético) ao atingir a temperatura de Curie, TC, um pouco acima da temperatura ambiente, quando o material se encontra na fase austenítica. E, assim como muitas outras ligas Heusler, o material sofre uma transição estrutural ao ser resfriado a temperaturas inferiores à temperatura de transição martensítica, TM. À medida que se aumenta a concentração de Fe, a temperatura de Curie, TC, sofre uma pequena variação, aumentando em torno de 5%, enquanto que TM diminui lenta e monotonicamente. A variação da entropia, para um campo de 5T, apresenta um máximo SM = - 9,3 J/kg.K para x = 0,1, a uma temperatura T = 250K e, então, diminui para x 0,3, variando linearmente com o campo aplicado.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andre luiz alves pre-textual.pdf: 117556 bytes, checksum: 76d3afbdf37ad33e26738ca777741be3 (MD5) Previous issue date: 2010-10-30 / We have studied the stabilization of NaZn13 phase in the intermetallic compound of generic composition LaFe11,4sp1,6 (sp = Si, Al). This stabilization was investigated through the partial substitution of Fe by atoms of Al and Si, and trough the substitution of La by Y or Gd, which are rare earths elements with no orbital contribution to the magnetic moments. We have chosen to study the compounds with stoichiometry LaFe11,4sp1,6 (sp = Al, Si), with y = 0,88, for which compounds are metamagnetic. We firstly studied NaZn13 phase formation in some mixed compounds of composition LaFe11,4(AlxSi1-x)1,6 (0 less or equals x less or equals 1), prepared using an electric arc furnace. The compounds were characterized by Mössbauer Spectroscopy, X Rays Diffraction and Energy Dispersive X Ray Spectroscopy. Some compositions have a predominant NaZn13 phase, while in other regions the fraction of the NaZn13 phase is relative small due to the presence of other phases formed by segregation. We have also investigated the partial substitution of La atoms by atoms of Y and Gd, in the following compounds La1-x(RE)xFe11,4Si1,6 (RE = Gd or Y), with x= 5%. This substitution doesn t modify significantly the stabilization of the NaZn13 phase compared to the non-substituted compound and the fraction of the segregated a-Fe phase is maintained around 50%. We have used a new procedure using the mechanical alloying to prepare LaFe11,4Si1,6 compounds. It consists in submitting the melted sample to a 0.5 to 1 hour long high energy ball milling process and then in annealing the sample. The process induced a significant reduction of the rich-Fe phase formation compared to a conventional process. Therefore, the process allows to obtain samples with a higher fraction of the desired NaZn13 phase. Therefore, the process allows obtaining samples with a higher fraction of the desired NaZn13 phase. / Neste trabalho foi estudada a estabilização da fase tipo NaZn13 no composto intermetálico LaFe11,4sp1,6 (sp = Si, Al). Essa estabilização foi investigada através da substituição parcial de átomos de Fe por átomos de Al e Si, além da substituição parcial de La por Y ou Gd, que são terras-raras com contribuição orbital nula para o momento magnético. Particularmente, foram escolhidos os compostos com fórmula estequiométrica La[Feysp1-y]13 , com y = 0,88, devido seu caráter metamagnético. Foi inicialmente estudada a formação da fase tipo NaZn13, nos compostos mistos LaFe11,4(AlxSi1-x)1,6 (0 menor ou igual x menor ou igual 1), através da fusão em arco voltaico. Esses compostos foram caracterizados pelas técnicas experimentais de: espectroscopia Mössbauer, difração de raios X e espectroscopia por dispersão de energia. Em algumas regiões de composição, os compostos mistos apresentam a fase NaZn13 majoritária. Em outras regiões de composição, a quantidade da fase tipo NaZn13 é relativamente pequena, se comparado com as demais fases formadas nos processos de segregação. Em seguida, foi investigada a substituição parcial de La por átomos de Y e Gd, ou seja, foram estudados os compostos La1-x(RE)xFe11,4Si1,6 (RE = Y ou Gd) com x = 5%. Os resultados sugerem que esta substituição não provoca mudança significativa na estabilização da fase tipo NaZn13 nos compostos a base de Si, ou seja, independentemente do dopante a fração das fases segregadas ricas em Fe é de aproximadamente 50%. Finalmente, foi usada a técnica de mecanossíntese (ou moagem em altas energias) para propiciar a estabilização de uma maior fração da fase tipo NaZn13, nos compostos a base de Si, já que estes apresentam maiores segregações de Fe e possuem grande potencial para aplicação tecnológica em refrigeradores que usam o efeito magnetocalórico. Assim, as amostras foram fundidas e submetidas à mecanossíntese por 0,5 - 1 hora em um moinho da marca SPEX8000 e depois tratada termicamente. Os resultados estão mostrando significativa redução da fase bcc-Fe segregada, conseqüentemente um aumento da fração da fase tipo NaZn13.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T15:47:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNanoestruturas.pdf: 20228142 bytes, checksum: 9976e2317ce08c4aebbd71bd44297386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Motivados por estudos experimentais acerca de monocamadas de metais de transição 3d sobre superfícies de Pd, nesta dissertação investigamos o complexo magnetismo de nanoestruturas, embebidas ou adsorvidas, em superfícies metálicas através de cálculos de primeiros princípios. Utilizamos o método RS-LMTO-ASA (Real Space - Linear MuffinTin Orbital - Atomic Sphere Approximation), o qual é baseado na teoria do funcional da densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não colineares. Com este propósito, investigamos nanoestruturas embebidas e ligas (2 x 2) de metais 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) na superfície Pd (110), além de nanoestruturas de Cr adsorvidas sobre a superfície de Pd (111). Primeiro, para as nanoestruturas embebidas na superfície Pd (110), analisamos a variação do momento magnético de spin orbital com relação ao número de vizinhos e de valência dos metais 3d. Também mostramos que estas estruturas têm ordenamento magnético colinear, exceto as de Cr e Mn, que apresentam magnetismo não colinear associado à frustração geométrica. Para o caso de nanofios de Cr adsorvidos sobre a superfície de Pd (111), verificamos uma configuração colinear antiferromagnética para cadeias com até 9 átomos. Para o nanofio com 10 átomos obtivemos uma configuração tipo antiferromagnética inclinada (canted). No caso de nanoestruturas de Cr bidimensionais, verificamos complexas configurações magnéticas não colineares com diferentes quiralidades. / Motivated by experimental studies of 3d transitional metal monolayers on Pd surfaces, we studied the complex magnetism of nanostructures, intermixed or adsorbed, on metallic surfaces, via ab initio calculations. We used the RS-LMTO-ASA method (Real Space - Linear Muffin-Tin Orbitals - Atomic Sphere Approximation), which is based on the Density Functional Theory and has been implemented to calculate non-collinear magnetic structures. With this purpose, we investigated intermixed metallic (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures and alloys (2 x 2) in Pd (110) surface and also adsorbed nanostructures on Pd (111). For intermixed nanostructures in Pd (110), we analyzed the behavior of the spin and orbital magnetic moments as function of the number of first neighbors and the valence number of the 3d metals. We verified a collinear magnetism for most of the cases, except for the Cr and Mn geometrically frustrated structures, which present noncollinear magnetic configurations. For Cr nanowires adsorbed on Pd (111), we obtained a collinear antiferromagnetic configuration for chains with up to 9 atoms. For the nanowire with 10 atoms of Cr, the magnetic ordering is antiferromagnetic canted. For two dimensional Cr nanostructures adsorbed on Pd (111), we obtained complex noncollinear magnetic structures, with different chiralities.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-25T16:15:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T12:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_PropriedadesMagneticasNonoestruturas.pdf: 13267320 bytes, checksum: 0ed51d1beb416550b4aae1cebc2b4338 (MD5) Previous issue date: 2008 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios, RS-LMTO-ASA (“Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) adsorvidas na superfície de Pt(111). Diferentes geometrias como adátomos, dímeros, trímeros, fios lineares e zig-zag foram consideradas e, o tamanho dos aglomerados foi variado de 2 a 7 átomos. Mostramos que os aglomerados de Fe, Co e Ni sobre a superfície de Pt(111), para todas as geometrias simuladas, apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe, Co e Ni, para as diferentes geometrias, mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Para os glomerados de Cr e Mn mostramos que a interação de troca antiferromagnética entre primeiros vizinhos leva a um ordenamento antiferromagnético colinear no caso de geometrias lineares. No entanto, se o antiferromagnetismo é frustrado por restrição geométrica imposta aos aglomerados pela superfície triangular do substrato, obtém-se um comportamento magnético não-colinear para aglomerados de Cr e Mn sobre a Pt(111). Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes. / In this work we use the first principles RS-LMTO-ASA (“Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”) method, based on the Density Functional Theory and implemented to calculate non-collinear magnetic structures, to investigate the magnetic properties of 3d (Cr, Mn, Fe, Co and Ni) nanostructures adsorbed on Pt(111). Different geometries such as adatoms, dimmers, trimmers, linear and zig-zag wires have been considered, with cluster sizes varying between 2 and 7 atoms. The Fe, Co and Ni clusters are found to order ferromagnetically regardless of the cluster geometry. We find enhanced spin and orbital moments at Fe, Co and Ni sites compared to what is found in bulk, which is attributed to the reduced coordination number present at the surface. For Mn and Cr clusters on Pt(111), antiferromagnetic exchange interactions between nearest neighbors are found to cause collinear antiferromagnetic ordering when the geometry allows it. If the antiferromagnetism is frustrated by the cluster geometry, noncollinear ordering is found. The values are in general in good agreement with experiment and other calculations, when available in the literature.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-19T18:31:46Z No. of bitstreams: 1 TeseMGS.pdf: 2043252 bytes, checksum: a70365d13804598ad8c94cb75631f81d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T14:01:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMGS.pdf: 2043252 bytes, checksum: a70365d13804598ad8c94cb75631f81d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T14:01:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMGS.pdf: 2043252 bytes, checksum: a70365d13804598ad8c94cb75631f81d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T14:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMGS.pdf: 2043252 bytes, checksum: a70365d13804598ad8c94cb75631f81d (MD5) Previous issue date: 2015-02-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Superconductivity one of the most intriguing physical phenomena has been extensively studied due to their potential for technological applications. Despite advances in research in physics there is still no complete theory to explain the phenomenon. We study the behavior of a superconducting system described by a multiband model. We consider the interband interaction, i.e., the interaction is between the fermions with dierent masses at dierent bands, under the inuence hybridization. Also, we study the intraband interaction with hybridization and external magnetic eld. Using the method of Green's functions of Zubarev, we calculate the superconducting order parameters with intra-and interbanda interaction at zero temperature, ie, T = 0, and for dierent temperatures of zero. Interband interaction obtained in the superconducting order parameter as a function of temperature and hybridization V. The phase diagram T versus V was also obtained. The superconducting properties, such as free energy, entropy and specic heat, were also determined in the intraband interaction. Initially, we calculate the superconducting properties in zero eld, ie, for H = 0, then we consider the presence of external magnetic eld H nonzero. obtained an implicit equation that relates the magnetic field, temperature and hybridization, which allowed us to obtain the phase diagram T versus T and T versus V . Our results show that both the hybridization V , as the external magnetic field H acts at the expense of superconductivity by suppressing it. We noticed also, and conrmed by other studies, that the intraband interaction, we have only second order transition, since the interaction interbanda, we obtained a superconducting tricritico point where we encounter a line first with a second order. Based on these results, we conclude that left a signicant contribution to research in superconductivity. / A supercondutividade, um dos fenômenos mais intrigantes da fisica, vem sendo extensivamente estudada, devido ao seu potencial para aplicações tecnológicas. Apesar do avanço nessa área de pesquisa, como a teoria BCS, teoria microscópica que explica os supercondutores convencionais, ainda não há uma teoria completa que explique os não convencionais. Neste trabalho estudamos o comportamento de um sistema supercondutor descrito por um modelo multibandas, pois é uma extensão da teoria BCS a qual descreve bem os supercondutores de baixas temperaturas. Consideramos a interação interbanda, isto é, a interação se da entre férmions que apresentam propriedades diferentes, tais como, massas distintas, ou mesma massa, mas comportamentos diferentes que se encontram em diferentes bandas, sob a influência da hibridização. Tambem, estudamos a interação intrabanda com hibridização e campo magnético externo. Usando o método das funções de Green de Zubarev, calculamos os parâmetros de ordem supercondutor para as interações intra e interbanda a temperatura nula, isto é, T = 0 (transições quânticas), e para temperaturas finitas (transições térmicas ou clássicas) afim de obtermos um estudo completo do sistema. Na interação interbanda obtivemos o parâmetro de ordem supercondutor em função da temperatura e da hibridização V . O diagrama de fase T versus V também foi obtido. As propriedades supercondutoras, tais como energia livre, entropia e calor especifico, também foram determinadas na interação intrabanda. Inicialmente, calculamos as propriedades Supercondutoras a campo nulo, isto é, para H = 0, em seguida, consideramos a presença do campo magnético externo H diferente de zero. Obtivemos uma equação implícita que relaciona o campo magnético, temperatura e hibridização, o que nos permitiu obter o diagrama de fase T versus H e T versus V . Nossos resultados mostram que tanto a hibridização V , quanto o campo magnético externo H atuam em detrimento da supercondutividade, suprimindo-a, concordando com outros trabalhos, apesar de não ser isso geral, uma vez que alguns trabalhos mostram que V contribui para a supercondutividade até um determinado valor e para outros valores, suprime-a. Percebemos também que tanto na interação interbanda, quanto na interação intrabanda temos transições de primeira e segunda ordem e um ponto tricritico, no qual temos o encontro de uma linha de primeira ordem com uma de segunda ordem.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O comportamento dinÃmico de spins em materiais magnÃticos à influenciado pela geometria que eles apresentam. AlÃm disso, outro aspecto relevante à a dimensionalidade do sistema. Trabalhos recentes comprovam o interesse do estudo das propriedades magnÃticas em sistemas de baixa dimensionalidade, que à devido em grande parte as aplicaÃÃes tecnolÃgicas, tais como: nanosensores, gravadores magnÃticos de alta densidade, dispositivos magneto-eletrÃnicos, etc. Neste trabalho estudamos a propagaÃÃo de ondas de spin em nanofios magnÃticos cilÃndricos, onde a abordagem à feita utilizando teoria microscÃpica, atravÃs do Hamiltoniano de Heisenberg, em que os spins sÃo considerados fixos nos sÃtios da rede e cuja geometria da seÃÃo transversal dos cilindros à hexagonal. Entre as interaÃÃes magnÃticas estudadas consideramos: a interaÃÃo de troca que pode ser ferromagnÃtica se os primeiros vizinhos dos spins estÃo numa configuraÃÃo paralela, ou antiferromagnÃtica se estiverem antiparelelos; a interaÃÃo Zeeman que à devido ao campo magnÃtico externo aplicado ao sistema; a interaÃÃo de Anisotropia, esta sendo responsÃvel pela direÃÃo de magnetizaÃÃo preferida que diversos sistemas magnÃticos reais apresentam e a interaÃÃo dipolar de natureza magnetostÃtica, presente em todos os materiais. O formalismo leva em consideraÃÃo a dependÃncia espacial dos spins no sistema, onde os operadores de spin do hamiltoniano sÃo escritos em termos de operadores bosÃnicos de criaÃÃo e aniquilaÃÃo atravÃs da RepresentaÃÃo de Holstein-Primakoff. Em seguida, aproveitando-se da simetria translacional em uma direÃÃo devido a periodicidade da rede, realizamos a transformada de Fourier para estes operadores fornecendo um sistema de equaÃÃes matriciais no espaÃo dos vetores de onda. A partir desse sistema de equaÃÃes obtemos vÃrios espectros de excitaÃÃo como: a relaÃÃo de dispersÃo para as ondas de spin, que à o grÃfico onde mostra como a frequÃncia de ondas de spin varia em funÃÃo do vetor de onda e a variaÃÃo da energia do sistema com o campo aplicado. / The dynamical behavior of spins in magnetic materials is affected by its geometry and dimensionality. One can find several new results in the literature exploiting the magnetic properties of low dimension systems with different geometries, since the development of new devices such as: nanosensors, high density magnetic storage, etc., is closely related to new geometries. In this piece of work, we study the propagation of spin waves on cylindrical magnetic nanowires described by a microscopic theory through the Heisenberg Hamiltonian, where we consider the spins fixed at the sites lattice and the transversal section of the wire is hexagonal. Our model takes into account the exchange interaction between the spins that can be ferromagnetic or antifferomagnetic, the interaction of an external field with the spins (Zeeman interaction), anisotropic interactions due to a preferred direction of magnetization, and finally dipole-dipole interactions. The spins are described by boson operators through Holstein-Primakoff representation. The equations of motion for the spins are written in terms of these operators and translational symmetry in a preferential direction allows us to calculate several excitations spectra.