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Estudo das propriedades magnetotérmicas e de transporte em intermetálicos contendo terras raras

Souza, Marcos Vinicios de 15 March 2017 (has links)
In this work we concentrate our efforts to obtain an algebraic relation capable of connecting the magnetic component of the caloric magneto potential, the magnetic entropy variation with the magnetic resistivity variation of the anisotropic magneto caloric compounds of the series RAl2, (R: rare earth). For this purpose, we use the single ion model, considering the approximation of the molecular field based on the interaction of long-range cooperative exchange to represent the magnetic interactions present in these compounds, through the Hamiltonian model. While the study of the resistive properties was carried out based on the dispersive dipole interaction between the conducting electrons and 4f located. This analytical and self consistent process results in ()-T e ()-T curves, which are compared to experimental data available in the literature. The comparison between these quantities, for the different crystallographic directions of the monocrystalline compounds RAl2, lacks the inclusion of a correlation factor that involves a power relation (T/Tc)m, whose exponent varies according to the thermal conditions and anisotropic. That is, for the compound HoAl2, for example the validity of the expression −=− is guaranteed by using the index m = 0.1 for region 0<T<Tc where the spin reorientation occurs, and for region that happens Tc the index m = 0.0 (direct ratio) must be used. This procedure was also used to describe the properties of the compounds TmAl2, DyAl2 and NdAl2, providing valuable information about the relationship between the variation of magnetic entropy and the variation of magnetic resistivity. / Neste trabalho concentramos nossos esforços para a obtenção de uma relação algébrica capaz de conectar a componente magnética do potencial magneto calórico, variação de entropia magnética com a variação de resistividade magnética dos compostos magneto calóricos anisotrópicos integrantes da série RAl2, (R: terra rara). Para este fim, utilizamos o modelo de único íon, considerando a aproximação do campo molecular baseada na interação de troca cooperativa de longo alcance para representar as interações magnéticas presentes nestes compostos, através do hamiltoniano modelo. Enquanto o estudo das propriedades resistivas foi realizado com base na interação dispersiva dipolar entre os elétrons de condução e 4f localizados. Este processo analítico e auto consistente resulta em curvas de ()-T e ()-T, que são comparadas a dados experimentais disponíveis na literatura. Já a comparação entre essas grandezas, para as diferentes direções cristalográficas dos compostos monocristalinos RAl2, carece da inclusão de um fator de correlação que envolve uma relação de potência (T/Tc)m, cujo expoente varia de acordo com as condições térmica e anisotrópica. Isto é, para o composto HoAl2, por exemplo a validade da expressão −=−(TTc)m é garantida com a utilização do índice m=0.1 para região 0<T<Tc onde ocorre a reorientação de spin, e para região que sucede Tc o índice m=0.0 (relação direta) deve ser utilizado. Este procedimento também foi utilizado para descrever as propriedades dos compostos TmAl2, DyAl2 e NdAl2, fornecendo informações valiosas sobre a relação existente entre a variação de entropia magnética com a variação de resistividade magnética. / São Cristóvão, SE
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Estudo do efeito magnetocalórico e barocalórico de sistemas magnéticos baseados em Mn

Silva Júnior, José Almeida da 16 March 2017 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we detail the magnetoelastic coupling method in which the elastic term is absorbed by the exchange term allowing it to obtain additional contributions, Sadd, to the total entropy variation, by means of the dependence of the exchange parameter (T;H; P). For this purpose, we proposed the dependence of the bulk modulus with temperature, B(T), for the linear case (L-case) and Wachtman type (W-case), thus verifying that the total entropy variation , SMaxwell, is the sum of the conventional entropy variation, Sconv, with the additional contribution, that is, SMaxwell = Sconv + Sadd. In addition, we analyzed: i) the action of hydrostatic pressure on magnetic and magnetocaloric properties for both L and W cases, where there was a reduction in transition temperature, TC, a change in nature of the magnetic transition and the increase in the intensity of the magnetocaloric e ect, Siso, keeping constant the area under the curves, with increasing pressure; (ii) the action of the magnetic eld on the barocaloric properties, where an increase in TC and a reduction of the barocaloric e ect, bar iso , could be observed, constant keeping the area under the curves, with the increase of the magnetic eld, thus verifying that the barocaloric e ect is energetically more e cient under the action of low elds than the magnetocaloric e ect; and (iii) the action of the magnetic eld and the pressure simultaneously, verifying an alternative way to potentiate the magnetocaloric e ect for a wide temperature range, which makes possible to apply the results to other systems besides MnAs and their parents. Finally, an extension of the Kubo and Ohata model, similar to Bean-Rodbell, was presented for the manganites, La1-xCaxMnO3 and La2=3(Ca1-xSrx)1=3MnO3, in the presence of magnetic eld, thus describing its magnetic, magnetocaloric, barocaloric and structural properties, by means of such magnitudes as: magnetization, variation of magnetic entropy, deformation, double exchange energy and electron conduction bandwidth eg, thus showing the connectivity between these quantities in the description of the physical properties of these compounds and showing an alternative model in the theoretical study of these manganites of Lanthanum. / Neste trabalho de pesquisa detalhamos o m etodo de acoplamento magnetoel astico no qual o termo el astico e absorvido pelo termo de troca possibilitando obter contribui c~oes adicionais, Sadd, a varia c~ao de entropia total, por meio da depend^encia do par^ametro de troca (T;H; P). Com esta nalidade, se prop^os a depend^encia do m odulo de volume com a temperatura, B(T), para o caso linear (caso-L) e do tipo Wachtman (caso-W), veri - cando assim que a varia c~ao de entropia total, SMaxwell, e a soma da varia c~ao de entropia convencional, Sconv, com a contribui c~ao adicional, ou seja, SMaxwell = Sconv+ Sadd. Al em disso, analisou-se: i) a a c~ao da press~ao hidrost atica nas propriedades magn eticas e magnetocal oricas para ambos os casos, L e W, onde veri cou-se uma redu c~ao na temperatura de transi c~ao, TC, uma mudan ca na natureza da transi c~ao magn etica e o aumento na intensidade do efeito magnetocal orico, Siso, mantendo a area sob as curvas constante, com o aumento da press~ao; ii) a a c~ao do campo magn etico nas propriedades barocal oricas, onde constatou-se um aumento em TC e uma redu c~ao do efeito barocal orico, Sbar iso , mantendo a area sob as curvas constante, com o aumento do campo magn etico, veri cando assim que o efeito barocal orico e energeticamente mais e ciente sob a c~ao de baixos campos do que o efeito magnetocal orico; e iii) a a c~ao do campo magn etico e da press~ao de forma simult^anea, veri cando uma forma alternativa de potencializar o efeito magnetocal orico para uma larga faixa de temperatura, sendo poss vel aplicar os resultados a outros sistemas, al em do MnAs e seus parentes. Por m, apresentou-se uma exten c~ao do modelo de Kubo e Ohata, similar ao de Bean-Rodbell, para as manganitas, La1-xCaxMnO3 e La2=3(Ca1-xSrx)1=3MnO3, em presen ca de campo magn etico, descrevendo assim as suas propriedades magn eticas, magnetocal oricas, barocal oricas e estruturais, por meio de grandezas como: magnetiza c~ao, varia c~ao de entropia magn etica, deforma c~ao, energia de dupla troca e largura da banda de condu c~ao dos el etrons eg, evid^enciando desta forma, a conectividade entre essas grandezas na descri c~ao das propriedades f sicas desses compostos e apresentando um modelo alternativo no estudo te orico destas manganitas de Lant^anio.

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