Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma técnica de calculo que permita diagonalizar Hamiltonianos de mais de uma impureza e adaptá-la ao calculo de suas propriedades termodinamicas. Esta técnica é uma extensão do método de grupo de renormalização, originalmente desenvolvido por Wilson para calcular propriedades termodinâmicas do modelo Kondo de uma impureza. O procedimento baseia-se na discretização logarítmica da banda de condução do metal hospedeiro, definida por um parâmetro de discretização &#923, que permite que se projete o Hamiltoniano em uma base quântica finita, na qual o mesmo possa ser diagonalizado numericamente. O tempo do custo computacional do calculo diminui exponencialmente à medida que &#923 cresce, tornando melhor trabalharmos com valores grandes de &#923. O grande problema em usarmos &#923 grande e que aparecem oscilações nas curvas das propriedades termodinâmicas. Neste trabalho apresentamos o método generalizado que elimina essas oscilações. Inicialmente, testamos o método no modelo de Anderson sem correlação de uma impureza para o cálculo da suscetibilidade magnética do sistema, com resultado satisfatório. Na seqüência, para verificar a potencialidade do método, diagonalizamos o Hamiltoniano de Falicov, Kimball e Ramirez (sem spin) do modelo de duas impurezas e calculamos a suscetibilidade de carga da impureza. A motivação para esse cálculo e a equivalência existente entre o Hamiltoniano de Vigman e Finkelshtein e o Hamiltoniano Kondo, para o modelo de uma impureza. No caso de duas impurezas o nosso calculo demonstra que a interação RKKY destrói essa equivalência, ainda que qualitativamente as curvas da suscetibilidade de carga neste modelo reproduzam as de suscetibilidade magnética do modelo Kondo. / This thesis develops an extension of the numerical renormalization - group method. The extended procedure is capable of computing the temperature dependence of the magnetic susceptibility for two-impurity models of dilute magnetic alloys. The renormalization-group approach was devised by Wilson to calculate the thermodynamical properties for the one-impurity Kondo model. The numerical procedure is based on a logarithmic discretization of the conduction band of the metallic host, which is defined by a dimensionless parameter &#923 &#62 1, equal to the ratio of two sucessive discrete energies. Once the conduction Hamiltonian is discretized, the model Hamiltonian reduces to a discrete series that can be diagonalized numerically. The computational cost of the diagonalization diminishes exponentially with 1/ ln &#923, which makes it attractive to work with large &#923. unfortunately, the thermodynamical averages computed with Wilson\'s original version of the numerical renormalization group method and large &#923, computed as function of the temperature, display artificial oscilations with period ln &#923 and amplitude proportional to e-&#9602/ln&#923. By contrast, the generalized procedure in this work produces thermal dependences that converge so rapidly to the continuum (&#923 + 1) limit that curves computed with &#923=10 are virtually identical with those calculated with &#923=3 in the original procedure. As an illustration, we have diagonalized a two-impurity version of the (spinless) Falicov-Kimball-Ramirez Hamiltonian and calculated its charge susceptibility. This application was motivated by the well-established equivalence between the single-impurity (spinless) Vigman-Finkelshtein and Kondo models. In the case of two impurities, our work shows tha the RKKY interaction destroys the equivalence between the two models. Nonetheless, the charge susceptibility curves for the two-impurity Falicov-Kimball-Ramirez model show the qualitative features of the magnetic susceptibility for the two-impurity Kondo model.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) INFLUÊNCIA DOS ARRANJOS RANDÔMICOS.pdf: 16994472 bytes, checksum: 6375aba987954d6126f70c12585fee17 (MD5) Previous issue date: 2015 / CAPES / Amostras supercondutoras policristalinas do tipo Sm-123 foram preparadas por reação sólidovapor e tratados com seis diferentes fluxos de gás de oxigênio (O2). As amostras foram denominadas de: Amostra A com fluxo de 0,2 cm3/s, Amostra B com fluxo de 0,5 cm3/s, Amostra C com fluxo de 0,7 cm3/s, Amostra D com fluxo de 0,9 cm3/s, Amostra E com fluxo de 1,2 cm3/s e Amostra F com fluxo de 1,4 cm3/s. Estas amostras foram devidamente caracterizadas por difração de raios X, densidade, MEV, corrente crítica resistividade elétrica AC e susceptibilidade magnética AC. Os resultados de difração de raios X (DRX) indicaram a predominância da fase Sm-123 com estrutura cristalina tetragonal e ortorrômbica bem como o aparecimento de outras fases espúrias. Além disso, com o aumento fluxo de O2, houve um aumento da fração da fase Sm-123 com estrutura tetragonal e em especial, da fase BaCuO2+. A partir dos resultados de DRX foram obtidos os parâmetros de rede tanto da fase Sm-123 com estrutura cristalina ortorrômbica quanto da estrutura tetragonal onde a amostra B apresentou ligeiramente menor volume de célula unitária ligeiramente quando comparado as outras amostras. Os resultados de determinação de densidade das amostras mostraram uma dependência com o fluxo de O2. Observou-se que aumentando o fluxo de O2 a porosidade diminui, ou seja, a dureza aumentou. Através das imagens de MEV foi obtido o tamanho médio de junção que diminuiu com o aumento da dopagem O2. A amostra A, que teve o menor fluxo de O2 na síntese, apresentou tamanho médio de junção de 17(2) m. Uma investigação sobre a resistividade elétrica foi realizada somente depois de uma análise cuidadosa da corrente de excitação considerando o limite de regime linear, de forma que as medidas foram realizadas aplicando corrente de = 20 mA. Além disso, a calibração do sistema de medidas foi realizada com uma amostra já caraterizada por susceptibilidade magnética. Esta amostra foi denominada de amostra de referência (AR). E de acordo com os nossos resultados, a amostra A apresentou menor valor de resistividade elétrica a temperatura ambiente e a maior Tc (95 K). Observou-se também que a amostra A apresentou menor largura de transição ( T) em relação a amostra B. Isto indicou que tal amostra deve possuir melhor distribuição de oxigenação entre os grãos. Entretanto, as amostras C, D, E e F não apresentaram transição supercondutora acima de 77 K. Em relação às medidas de densidades de corrente crítica (Jc), a amostra A apresentou maior Jc em relação à amostra B e a amostra de referência. No entanto, todos os dados experimentais colapsaram numa única curva representada pela equação do modelo S-N-S. Isto sugere que o mecanismo de transporte é o mesmo para as duas amostras, sendo independente da quantidade de oxigênio aplicado. Como a amostra de referência possui outros parâmetros de síntese, pode-se sugerir que o mecanismo de transporte independe também do tratamento térmico dessas cerâmicas. A interpretação das medidas de susceptibilidade magnética () indicou que as intensidades magnéticas são distintas para cada amostra. Esta variação está associada ao momento magnético da partícula, ou seja, o sinal magnético depende das correntes de blindagem intragranulares e intergranulares. Assim, tanto maior o tamanho de grão (maior área efetiva de junção) maior a intensidade de blindagem magnética. Isto se explica a dependência da blindagem magnética com a passagem de corrente elétrica pelas junções e de área de circuitação. A amostra A apresentou maior blindagem magnético e maior temperatura crítica. Corroborando com a análise de raio X, pois esta amostra apresenta maior fração da composição Sm-123 com estrutura cristalina ortorrômbica. / Samples of polycrystalline superconducting Sm-123 type were prepared by solid-vapor reaction and treated with six different gas flows oxygen (O2). Samples were called: Sample A with flow rate of 0.2 cm3/s, Sample B with a flow of 0.5 cm3/s, Sample C with a flow of 0.7 cm3/s, Sample D with flow of 0.9 cm3/s, Sample E with flow of 1.2 cm3/s and Sample F with flow of 1.4 cm3/s. These samples were properly characterized by X-ray diffraction, density, SEM, electrical resistivity critical AC and AC magnetic susceptibility. The results of X-ray diffraction (XRD) showed the predominance of Sm-123 phase with tetragonal and orthorhombic crystal structure as well as the appearance of other spurious phases. Moreover, with the increased flow of O2, there was an increase in the fraction of phase Sm-123 with tetragonal structure and in particular the phase BaCuO2+. From the XRD results were obtained network parameters both of the phase Sm-123 with orthorhombic crystalline structure and the tetragonal structure where the sample B showed slightly smaller unit cell volume slightly when compared to the other samples. The results of determination of density samples showed a dependence on the flow of O2. It was observed that increasing the flow of O2, the porosity decreases, that is, the hardness increased. Through SEM images obtained was the average size of the junction decreased with the increase of the doping of O2 . The sample A, which had the lowest flow the O2 in synthesis, had an average size Junction 17(2) m. An investigation into the electrical resistivity was performed only after careful analysis of the excitation current considering the linear range limit, so that the measurements were performed by applying current = 20 mA. Moreover, calibration of the measurement system was performed with a sample already characterized by magnetic susceptibility. This sample was named Sample Reference (SR). And according to our results, sample A showed the lowest electrical resistivity at room temperature and the higher Tc (95 K). It was also observed that the sample A had smaller width transition ( T) than the sample B. This indicated that such a sample must possess better distribution of oxygen across the grain. However, Samples C, D, E and F showed superconducting transition above 77 K. In relation to the critical current density measurements (Jc), the sample A showed higher Jc than the sample B and the Sample Reference. However all the experimental data have collapsed into a single curve represented by S-N-S model equation. This suggests that the transport mechanism is the same for both samples, independently of the amount of oxygen applied. As the Sample Reference has other synthesis parameters, it can be suggested that the transport mechanism also independent of heat treatment of these ceramics. The interpretation of magnetic susceptibility measurements () indicate that the magnetic intensities are different for each sample. This variation is associated to the magnetic moment of the particle, this is, the magnetic signal depends on the intragranular and intergranular shielding currents. Thus, the greater the grain size (larger effective junction area) increased the intensity of magnetic shielding. This explains the dependence of magnetic shielding with the passage of electrical current through the junction and circuitry area. The sample A showed higher magnetic shielding and higher critical temperature. Corroborating the X-ray analysis, as this sample has a higher fraction of Sm-123 composition with orthorhombic crystal structure.

Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma técnica de calculo que permita diagonalizar Hamiltonianos de mais de uma impureza e adaptá-la ao calculo de suas propriedades termodinamicas. Esta técnica é uma extensão do método de grupo de renormalização, originalmente desenvolvido por Wilson para calcular propriedades termodinâmicas do modelo Kondo de uma impureza. O procedimento baseia-se na discretização logarítmica da banda de condução do metal hospedeiro, definida por um parâmetro de discretização &#923, que permite que se projete o Hamiltoniano em uma base quântica finita, na qual o mesmo possa ser diagonalizado numericamente. O tempo do custo computacional do calculo diminui exponencialmente à medida que &#923 cresce, tornando melhor trabalharmos com valores grandes de &#923. O grande problema em usarmos &#923 grande e que aparecem oscilações nas curvas das propriedades termodinâmicas. Neste trabalho apresentamos o método generalizado que elimina essas oscilações. Inicialmente, testamos o método no modelo de Anderson sem correlação de uma impureza para o cálculo da suscetibilidade magnética do sistema, com resultado satisfatório. Na seqüência, para verificar a potencialidade do método, diagonalizamos o Hamiltoniano de Falicov, Kimball e Ramirez (sem spin) do modelo de duas impurezas e calculamos a suscetibilidade de carga da impureza. A motivação para esse cálculo e a equivalência existente entre o Hamiltoniano de Vigman e Finkelshtein e o Hamiltoniano Kondo, para o modelo de uma impureza. No caso de duas impurezas o nosso calculo demonstra que a interação RKKY destrói essa equivalência, ainda que qualitativamente as curvas da suscetibilidade de carga neste modelo reproduzam as de suscetibilidade magnética do modelo Kondo. / This thesis develops an extension of the numerical renormalization - group method. The extended procedure is capable of computing the temperature dependence of the magnetic susceptibility for two-impurity models of dilute magnetic alloys. The renormalization-group approach was devised by Wilson to calculate the thermodynamical properties for the one-impurity Kondo model. The numerical procedure is based on a logarithmic discretization of the conduction band of the metallic host, which is defined by a dimensionless parameter &#923 &#62 1, equal to the ratio of two sucessive discrete energies. Once the conduction Hamiltonian is discretized, the model Hamiltonian reduces to a discrete series that can be diagonalized numerically. The computational cost of the diagonalization diminishes exponentially with 1/ ln &#923, which makes it attractive to work with large &#923. unfortunately, the thermodynamical averages computed with Wilson\'s original version of the numerical renormalization group method and large &#923, computed as function of the temperature, display artificial oscilations with period ln &#923 and amplitude proportional to e-&#9602/ln&#923. By contrast, the generalized procedure in this work produces thermal dependences that converge so rapidly to the continuum (&#923 + 1) limit that curves computed with &#923=10 are virtually identical with those calculated with &#923=3 in the original procedure. As an illustration, we have diagonalized a two-impurity version of the (spinless) Falicov-Kimball-Ramirez Hamiltonian and calculated its charge susceptibility. This application was motivated by the well-established equivalence between the single-impurity (spinless) Vigman-Finkelshtein and Kondo models. In the case of two impurities, our work shows tha the RKKY interaction destroys the equivalence between the two models. Nonetheless, the charge susceptibility curves for the two-impurity Falicov-Kimball-Ramirez model show the qualitative features of the magnetic susceptibility for the two-impurity Kondo model.

Orientador: Oscar Ferreira de Lima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-28T08:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_ClaudioAntonio_D.pdf: 4379811 bytes, checksum: 541e65e1e1394a3fcdacdc6b214acf8d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Nesta tese apresentamos estudos sobre a técnica de suscetibilidade AC, e sua aplicação no estudo de materiais supercondutores. Verificamos experimentalmente e generalizamos a formulação de uma lei de escala relacionando a amplitude e frequência do campo excitador, recentemente proposta. Correlacionamos os resultados obtidos a partir desta lei de escala com os cálculos feitos usando o modelo de Bean modificado para incluir efeitos de relaxação magnética. Demostramos assim a utilidade desta lei de escala para o estudo da densidade de corrente crítica e para testar modelos para a movimentação de vórtices. Tais métodos foram então empregados no estudo do segundo pico da magnetização em curvas de histerese magnética para uma amostra monocristalina de ErBa2Cu3O7-d. Paralelamente a este trabalho, buscamos aplicar a técnica de suscetibilidade AC na caracterização das propriedades de diversos sistemas supercondutores já conhecidos (Er1-xCaxBa2Cu3O7-d , Nd1-xPrx BaCaCu3O7 e REBaSrCu3O7), assim como na exploração do composto MgB 2, recentemente descoberto ser supercondutor a 39 K / Abstract: In this thesis we present a study about the AC susceptibility technique, and its application in the study of superconducting materials. A recently proposed scaling law relating amplitude and frequency of the driven .eld was experimentally studied and generalized. The results from this analysis were correlated with calculations based in the Bean¿s critical state model, modified in order to include magnetic relaxation effects. The scaling law usefulness for critical current density studies and tests of vortex dynamics models, are demonstrated. Thus, such methods were applied in the discussion of the appearence of the second magnetization peak in hysteresis curves for an ErBa2Cu3O7-d single crystal sample. In parallel to this work, we applied the AC susceptibility in the characterization of several already known superconducting systems (Er1-xCaxBa2Cu3O7-d, Nd1-xPrxBaCaCu3O7 e REBaSrCu3O7) as well as in the exploration of the compound MgB2, recently reported to superconduct at 39 K / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiasdaSilva_LuisGregorioGodoydeVasconcelos_D.pdf: 3472702 bytes, checksum: 5e268a29ef676bb0e638d4b38fc00628 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Consideramos o problema de dois elétrons confinados em um Bilhar quadrado, interagindo por um potencial repulsivo de alcance finito do tipo Yukawa e sujeitos a um campo magnético ortogonal. Calculamos o espectro de energia do sistema para singletos e tripletos de spin em todas as classes de simetria como função da intensidade e alcance da interação e do campo magnético. Mostramos que a natureza de curto alcance da interação suprime a formação de estados fundamentais "Moléculas de Wigner" mesmo no limite fortemente interagente. A susceptibilidade magnética c(B) apresenta picos paramagnéticos a baixas temperaturas devido a oscilações singleto-tripleto causadas por interação de troca. A posição, número e intensidade de tais picos depende do alcance e intensidade da interação. A contribuição da interação para a susceptibilidade a campo nulo apresenta fases paramagnéticas e diamagnéticas como função da temperatura / Abstract: The problem of two electrons in a square billiard interacting via a finite-range repulsive. Yukawa potential and subjected to a constant magnetic field is considered. We compute the energy spectrum for both singlet and triplet states, and for all symmetry classes, as a function of the strength and range of interaction and of the magnetic field. We show that the short-range nature of the potential suppresses the formation of " Wigner molecule" states for the ground state, even in the strong interaction limit. The magnetic susceptibility c (B) shows low-temperature paramagnetic peaks due to exchange induced singlet-triplet oscillations. The position, number and intensity of these peaks depend on the interaction to the zero-field susceptibility displays paramagnetic and diamagnetic phases as a function of T / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Gaston Eduardo Barberis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MorenoSalazar_NelsonOrlando_D.pdf: 2044778 bytes, checksum: ce923740927e8df60d16125355bea882 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese, tem-se estudado três diferentes sistemas magnéticos de atual interesse; (i) Os compostos de Li3Fe2(AsO4)3 - x(PO4)x pertencem à família de eletrólitos sólidos que despertam grande interesse por seu grande número de aplicações em dispositivos eletroquímicos de estado sólido. As medidas de magnetização dc/ac, ressonância paramagnética eletrônica, EPR e Mossbauer mostram que esses compostos ordenam antiferromagneticamente a 35.5 K, 33 K, 32 K, 31 K e 29 K para x = 0, 1, 1.5, 2 e 3, respectivamente. Abaixo destas temperaturas uma componente ferromagnética fraca que diminui com a temperatura é observada. Esses resultados são explicados pela competção entre duas sub-redes diferentes correspondentes aos sítios Fe(1) e Fe(2). A componente ferromagnética fraca origina-se da compensação incompleta do arranjo colinear dos momentos (weak ferrimagnetism) para x = 3 e por um canting leve dos momentos magnéticos no estado ordenado (weak ferromagnetismo para os compostos de arsenato.(ii) O sistema biológico do complexo de cobre do aminoácido L-aspártico, Cu(L-asp) que apresenta um comportamento da baixa dimensionalidade como consequência do arranjo dos íons de Cu no aminoácido, é de importância na biofísica. Medidas de magnetização entre 1.8 K e 300 K e calor especifico entre 1.5 K e 20 K foram realizadas na amostra policristalina Cu(L-asp). Os dados foram ajustados propondo um comportamento característico de uma cadeia linear alternada antiferromagnética com um acoplamento ferromagnético entre cadeias usando a aproximação de campo médio. Cada íon de Cu acopla-se dentro da cadeia ao Cu da direita com uma interação de troca isotrópica Jo/k = -5.3 K, e ao Cu da esquerda com a Jo/k = -1.5 K (a = 0.29). A interação entre cadeias foi J¿/k = 0.7 K. (iii)Foram estudadas as propriedades intrínsecas e extrínsecas da manganita de dupla camada La1.2Sr1.8Mn2O7 por medidas de EPR e de magnetização dc. Encontrou-se um aumento da magnetização, M perto de 300 K, a uma temperatura bem acima de Tc ~ 125 K. A altas temperaturas modos ferromagnéticos, FMR, aparecem. De nossa analise conclui-se que o aumento na M e a FMR se deve à presença de fases Ruddlesden-Popper e não a efeitos intrínsecos como foi reportado por outros autores. Além disso, o campo de ressonância da linha de EPR devido à fase La1.2Sr1.8Mn2O7 apresenta uma anisotropia que depende da temperatura até ~ 450 K. A anisotropia é proporcional a M, independente do conteúdo de fase extrínseca, sendo portanto intrínseca ao sistema / Abstract: In this thesis, we have studied three different magnetic systems of current scientific interest (i) Li3Fe2(AsO4)3 - x(PO4)x compounds belonging to family of the solid electrolytes have attracted a great interest due to its large number of applications in solid state electrochemical devices. The magnetization dc/ac, electron paramagnetic resonance, EPR, and Mossbauer measurements, show that all those compounds order antiferromagnetically at 35.5 K, 33 K, 32 K, 31 K and 29 K for x = 0, 1, 1.5, 2 and 3, respectively. Below these temperatures a component weak ferromagnetic decreasing with the temperature, is observed. Those results are explained by the competition among two different sublattices corresponding to the sites Fe(1) and Fe(2). The weak ferromagnetic component originates from the an incomplete compensation of the arrangement collinear of the moments (weak ferrimagnetism) for x = 3 and for a canting light of the magnetic moments in the state orderly (weak ferrimagnetism) for the compound of arsenate. (ii) The biological system of the compound of copper of the amino acid L-aspartic, Cu(L-asp) that presents a behavior of the low dimensionality as a consequence of the arrangement of the ions of Cu in the amino acid, is of importance in the biophysics. Specific heat, magnetic susceptibility and magnetization measurements were performed in polycrystalline samples of the Cu(L-asp)]. The data were well fitted proposing for Cu(L-asp) a behavior characteristic of an alternating linear chain antiferromagnet. Each S=1/2 copper ion is coupled with an isotropic exchange interaction Jo/k=( - 5.3 ± 0.1) K with one copper neighbor in the chain, and Jo/k =-1.5 K with the other a = 0.29. The interchain ferromagnetic coupling is J¿/k= 0.7 K. (iii) We have performed EPR and dc magnetization measurements on bilayer La1.2Sr1.8Mn2O7 manganite. We found an increase in the magnetization, M, near to 300 K, a temperature well above Tc ~ 125 K. We have observed at theses high temperatures the appearance of new ferromagnetic resonances, FMR. We conclude that the increase in M and the FMR are due to the presence of extrinsic Ruddlesden-Popper phases and not to intrinsic effects as has been claimed. Furthermore, the resonance field of the EPR line due to La1.2Sr1.8Mn2O7 phase presents a measurable temperature-dependent anisotropy up to ~ 450 K / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Foi desenvolvido uma ponte de indutâncias mútuas, auto-balanceada, para medidas automáticas e simultâneas das partes real (x\') e imaginária (x\") da susceptibilidade magnética AC, na faixa de freqüências de 20 Hz e 1 KHz e temperaturas de 2K a 300K. O sistema é balanceado em um elo de realimentação digital que assegura um sinal, em fase e quadratura, continuamente nulo. A amplificação do sinal é feita através de um amplificador \"lock-in\" de duas fases, cujas saídas comandam dois DAC multiplicadores, gerando o sinal composto que é usado para balancear a ponte. O valor absoluto da susceptibilidade é medida movendo as bobinas primária e secundárias de tal forma que a amostra fique posicionada ora em um dos secundários, ora em outro. A resolução da parte numérica é 1 em 4000. A sensibilidade alcançada foi de 10-7 emu para amostras de 10-2cm-3 em um campo de excitação de amplitude 15 Gauss. A interface com um microcomputador ainda não foi desenvolvida. / An automatic self-balanced mutual inductance bridge has been designed to measure the real (x\') and imaginary (x\") parts of the magnetic AC susceptibility simultaneously in the frequency range 20 Hz to 1 KHz and temperatures between 2K to 30OK. The system is based on a digitally controlled feedback loop, which ensures continuous balanced operation, in phase as well in quadrature. The signal amplification chain is made of a dual-phase lock-in amplifier, whose outputs command two DAC multipliers, generating the composite balance signal for nulling the bridge. The absolute value of the susceptibility is measured by moving the primary and secondary coils in such a way to place the sample in the center of both secondary coils. The resolution of the numerical part is 1 in 4000. Sensivities of the order of 10-7 emu for samples of 10-2cm-3 in a primary field of 15 gauss have been obtained. The interface with a desktop computer has not been developed yet.

Neste trabalho, é descrito uma ponte de indutâncias mútuas que pode ser usada para medidas automáticas de susceptibilidade magnética AC, em freqüências até 1 kHz. Este susceptômetro utiliza um novo e alternativo arranjo para o \"probe\". O conjunto de bobinas, mantido em temperatura ambiente, é movimentado de tal forma a posicionar a amostra no centro de cada uma das bobinas secundárias. A amostra, cuja posição é fixa, tem sua temperatura controlada por um criostato de fluxo de Hélio. O acoplamento magnético do \"probe\" com materiais na vizinhança foi minimizado com o uso de uma blindagem magnética. Este \"probe\" tem uma sensibilidade de 10-7 emu com um campo magnético AC de 8 G rms e freqüência de 100 Hz. Neste trabalho, são apresentados também alguns resultados de susceptibilidade magnética AC, obtidos em supercondutores de alto Tc e compostos intermetálicos de terras raras. A relação entre transporte de cargas e propriedades magnéticas, de poliparafenileno (PPP) dopado com FeCl3 e poli(o-metoxianilina) (POMA) dopada com TFA e HCl, foi estudada utilizando as técnicas de Susceptibilidade Magnética AC (SMAC), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os resultados obtidos para o PPP foram interpretados em termos de três contribuições: presença do polaron paramagnético, cuja mobilidade aumenta com o aumento da temperatura; íons Fe3+ coordenados em sítios de baixa simetria da molécula FeCl3; e íons Fe3+ fortemente acoplados via interação de troca. A dependência com a temperatura do sinal de RPE da POMA pode ser entendido em termos da dinâmica dos polarons. O estreitamento da linha de RPE, devido a dopagem do material, pode ser explicada por dois processos diferentes. Em baixas temperaturas, predomina a interação de troca polaron-polaron, modulada pelas autuações de spin. Em altas temperaturas o \"motional narrowing\" é provocado pelo aumento de mobilidade do polaron. Em temperaturas intermediárias, é observado um efeito anômalo: a largura de linha cresce abruptamente, produzindo um pico em torno de 220 K. Este pico pode ser associado a contribuição não secular para a largura de linha. Acredita-se que o espalhamento do polaron por moléculas de oxigênio, promova um aumento no mecanismo de relaxação spin-rede. Os resultados de RMN para o 1H e 19F mostram que as componentes espectrais da largura de linha, são associadas com as fases amorfa e cristalina da POMA. Neste material, a taxa de relaxação spin-rede do 1H aumenta mais de uma ordem de grandeza com a dopagem. Isto pode ser explicado por um mecanismo de relaxação envolvendo acoplamento hiperfino núcleo-polaron. / A mutual inductance bridge which may be used for automatic measurement of ac magnetic susceptibilities from 4 K to room temperature, at frequencies up to 1 kHz, is described. The susceptometer employs an alternative and new arrangement for the probe. The coil set is kept at room temperature and moves in such a way to place the sample in the center of each of the secondary coils. The sample, motionless, has its temperature controlled by a helium flow refrigerator. Use of a magnetic shield minimizes coupling of the probe with nearby materials. This probe has a sensitivity of 10-7 emu in an ac magnetic field of 8G rms and frequency of 100 Hz. Typical results of ac magnetic susceptibility, obtained in high Tc, superconductors and rare earth intermetallic compounds are shown. AC Magnetic Susceptibility, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) were used to study the relation between charge transport and magnetic properties of polyparaphenylene (PPP) doped with FeCl3 and poly(o-methoxyaniline) (POMA) doped with TFA and HCl. The results obtained in PPP can be interpreted in terms of three major contributions: the presence of the paramagnetic polaron, whose mobility increases with increasing temperature, Fe3+ ions coordinated in the low symmetry site of the FeCl3 molecule, and Fe3+ ions strongly coupled via exchange interaction. The temperature behavior of the EPR of POMA can be understood in terms of the dynamics of the polaron. Line narrowing, induced by doping the material, can be explained by two different processes. At low temperature, polarons are coupled via exchange interaction and the exchange narrowing of the line is caused by thermal spin fluctuations. At high temperature, motional narrowing is the most efficient mechanism. At intermediate temperatures, an anomalous effect is observed: linewidth increase abruptly, showing a peak at 220 K. This peak can be associated to the non-secular contribution to the line width. It is assumed that the spin-lattice relaxation mechanism is enhanced, at this temperature, due to the polaron scattering by paramagnetic oxygen molecules. 1H and 19F NMR data shows that the linewidth spectral components are associated with the amorphous and crystalline phases of the POMA. 1H spin-lattice relaxation rates, in this material, increases more than one order of magnitude after doping. This can be explained by a relaxation mechanism involving nucleus-polaron hyperfine coupling.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCO_FELIPE.pdf: 752189 bytes, checksum: 240a8c7fc04b9202caa1b7a127fbd493 (MD5) Previous issue date: 2007-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we will study the magnetic properties like magnetization and susceptibility of then film using the Heisenberg model for a simple cubic lattice. We will use the differential operator technique along with the theory of effective field. These system are constituted of surface (layer) formed for atoms whose respective positions define the type of exchange interaction: Js for delimited surface and J for the interior of the material (bulk). Initially we will describe briefly the theory proposed to explain the nature of the magnetic phenomena and present some results already obtain in the area. We will present the theory of effective field and the differential operator technique and tool used in our work for the study of ferromagnetic (F) and antiferromagnetic (AF) materials, within Heisenberg model. The effects of exchange interaction J and Js, external magnetic filed H and number of layer L present in our thin magnetic films have been observed through the numerical solution of the respective equations for magnetizations an susceptibility. The observations help in the phenomenal like the anomalous behavior of total susceptibility, a possible quantum phase transition for the staggered magnetization of AF material. / Neste trabalho estudaremos as propriedades magnéticas tal como magnetização e suscetibilidade em filmes finos no modelo de Heisenberg, em uma rede cúbica simples, através da técnica do operador diferencial aliada a teoria de campo efetivo. Esses sistemas são constituídos de superfícies (camadas) formadas por átomos cujas posições definem o tipo de interação de troca, Js para as superfícies delimitadoras e J para o interior do material (bulk ). Inicialmente faremos uma breve descrição das teorias propostas para explicar a natureza dos fenômenos magnéticos e apresentaremos alguns resultados de pesquisas desenvolvidas na área. Apresentaremos a teoria de campo efetivo e a técnica do operador diferencial, ferramentas utilizadas em nosso trabalho para o estudo de materiais ferro (F) e antiferromagnéticos (AF) para o modelo de Heisenberg. A influência das interações de troca J e Js, campo magnético externo H e número de camadas L presentes em nosso filme fino magnético foram visualizadas após solução numérica das respectivas equações para magnetização e suscetibilidade. Estas ofereceram subsídios para uma descrição de fenômenos como a anomalia na suscetibilidade total e uma possível transição de fase quântica para a magnetização staggered no caso AF.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Glass covered microwires are materials with soft magnetic properties suitable to several technological applications, specially in magnetic sensors. The main feature of these wires, with negative magnetostriction, it is the magnetic domain structure, which are studied in several research centers. In this work it was developed an AC susceptometer capable to operate at room temperature at different applied fields and stress and another one to operate in cryogenic temperatures. The AC susceptibility technique carry out information either about the dynamic magnetic processes as the dissipative one that occur into the samples. In particular, microwires samples with nominal composition of Co68.25Fe4.25Si12.5B15 were studied. These Co-rich microwires exhibit the bamboo-like domain structure, meaning an axially magnetized core surrounded by a circumferentially magnetized shell. The AC susceptibility study on these samples give us information as, for example, that with the increase of the applies stress, there is an increase of the volume of the circumferentially magnetized shell at expenses of the inner core volume. It was also verified that, the magnetic behavior with the reduction of the temperature is similar to that observed when the microwires are axially stressed. This fact is due to the competition between the maganetoelastic and magnetostatic energies. / Microfios amorfos recobertos por vidro são materiais com propriedades magnéticas macias adequadas para várias aplicações tecnológicas, especialmente sensores magnéticos. Uma das principais características desses microfios com magnetostricção negativa é a sua estrutura de domínios magnéticos, que é alvo de diversos estudos em centros de pesquisa pelo mundo. Nesse trabalho foi desenvolvido e construído um susceptômetro para medidas de susceptibilidade magnética AC em temperatura ambiente e um outro para operar em temperaturas criogênicas. Para o caso de materiais magnéticos, a técnica de susceptibilidade AC traz informações de relevância sobre os processos de magnetização, como a dinâmica dos momentos magnéticos e processos dissipativos que ocorrem no interior da amostra. Em particular, foram estudadas amostras de microfios amorfos recobertos por vidro com composição nominal de Co68.25Fe4.25Si12.5B15. Esses microfios amorfos ricos em cobalto exibem uma estrutura de domínios magnéticos denominada como bamboo, estrutura essa que corresponde a um núcleo magnetizado longitudinalmente envolto por um domínios magnetizados circunferencialmente. O estudo da susceptibilidade magnética trouxe informações de relevância sobre essas amostras, onde conseguimos constatar principalmente que com o aumento da tensão mecânica externa, há um aumento volumétrico dos domínios com magnetização circunferencial as custas do volume do núcleo magnetizado axialmente. Verificou-se ainda com esse estudo, que esses microfios exibem um comportamento magnético em função da temperatura muito parecido com o comportamento magnético frente a tensão mecânica externa. Isso é fruto de uma competição entre as energias magnetoelástica e magnetostática, que são as principais energias envolvidas nesses materiais.