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Efeitos de campo elétrico cristalino na família de compostos intermetálicos TRNi3Ga9 (TR=Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Lu)Silva, Leonardo de Sousa 20 March 2017 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, monocrystalline samples of the system TRNi3Ga9 (TR = Gd Tb, Dy, Ho,
Er, Lu) were synthesized by the metal flux technique. The physical properties were studied
by X-ray diffraction, magnetic susceptibility, function field magnetization, electrical
resistivity and specific heat. This family of compounds crystallizes into a trigonal structure
of type ErNi3Al9 with spatial group 32. The LuNi3Ga9, non-magnetic isostructural
sample was used to subtract lattice and electronic contributions to the Cp for the other
rare earths. In the samples grown with TR = Gd, Tb, Dy, Ho, Er show antiferromagnetic
ordering with TN < 20 K. Except for the sample GdNi3Ga9 an anisotropic behavior
was observed in the curves of (T) e M(H) as a function of the direction of application
of the magnetic field Which we associate with effects of crystalline electric field (CEF).
Furthermore, both the TN and the term CW do not stagger with the term of de Gennes
indicating that the CEF effects and the anisotropic character of the exchange interaction
are present in this family of compounds.
In order to analyze the evolution of the magnetic properties along this series of compounds
we use a mean field model including anisotropic exchange interactions, crystalline
electric field effects and quadrupole interactions. The measures of (T), M(H) and of
the specific heat were simulated for emph TR = Tb, Dy, Ho and Er making it possible
to extract the exchange parameters (J′s), the terms of CEC (B′s) and the quadrupolar
terms (K′s). In addition, from this data set is constructed the levels scheme of the crystalline
electric field with its respective wave functions. The analysis of the data extracted
from the simulation allows us to understand the change in orientation of the axis of easy
magnetization throughout the series. To TR = Tb, Dy easy magnetization axis is located
along the ab plane, whereas for the TR = Er, the easy magnetization axis is oriented in
the direction c. This behavior is consistent with the signal change in the CEF B0
2 term
which was negative for ErNi3Ga9 and positive for the other rare earths. In addition, the
total division of the multiplet of the CEF scheme of levels decreases with the increase of
the atomic number (Tb - Er) of the rare earth ion in the same way as the dominant term
of the CEF Hamiltonian, B0
2 . We have tried to associate this fact with the systematic
change in the c/a ratio that increases from Tb to Er. / Neste trabalho, foram sintetizadas amostras monocristalinas do sistema TRNi3Ga9 (TR
= Gd Tb, Dy, Ho, Er, Lu) atrav´es da t´ecnica de fluxo met´alico. As propriedades f´ısicas
foram estudadas atrav´es de difra¸c˜ao de raios X, susceptibilidade magn´etica, magnetiza¸c˜ao
em fun¸c˜ao do campo, resistividade el´etrica e calor espec´ıfico. Esta fam´ılia de compostos
cristaliza em uma estrutura trigonal do tipo ErNi3Al9 com grupo espacial R32. A amostra
LuNi3Ga9, isoestrutural n˜ao magn´etico, foi utilizada para subtrair as contribui¸c˜oes da
rede e eletrˆonica ao Cp para os demais terras raras. Nas amostras crescidas com TR
= Gd, Tb, Dy, Ho, Er apresentaram ordenamento antiferromagn´etico com TN < 20 K.
Com exce¸c˜ao da amostra GdNi3Ga9 um comportamento anisotr´opico foi observado nas
curvas de (T) e M(H) em fun¸c˜ao da dire¸c˜ao de aplica¸c˜ao do campo magn´etico a qual
associamos a efeitos de campo el´etrico cristalino (CEC). Al´em disso, tanto a TN quanto o
termo CW n˜ao escalonam com o termo de de Gennes indicando que os efeitos de CEC e
o car´ater anisotr´opico da intera¸c˜ao de troca est˜ao presentes nessa fam´ılia de compostos.
Com o intuito de analisar a evolu¸c˜ao das propriedades magn´eticas ao longo dessa
s´erie de compostos n´os utilizamos um modelo de campo m´edio incluindo intera¸c˜oes de
troca anisotr´opica, efeitos de campo el´etrico cristalino e intera¸c˜oes quadrupolares. As
medidas de (T), M(H) e do calor esp´ecifico foram simuladas para TR = Tb, Dy, Ho e
Er possibilitando a extra¸c˜ao dos parˆametros de troca (J′s), os termos de CEC (B′s) e os
termos quadrupolares (K′s). Al´em disso, a partir desse conjunto de dados ´e constru´ıdo o
esquema de n´ıveis do campo el´etrico cristalino com suas respectivas fun¸c˜oes de ondas. A
an´alise dos dados extra´ıdos da simula¸c˜ao nos permite entender a mudan¸ca da orienta¸c˜ao
do eixo de f´acil magn´etiza¸c˜ao ao longo da s´erie. Para TR = Tb, Dy, Ho o eixo de f´acil
magnetiza¸c˜ao est´a situado ao longo do plano ab enquanto que para o TR = Er o eixo de
f´acil magnetiza¸c˜ao estar orientado na dire¸c˜ao c. Esse comportamento ´e consistente com a
mudan¸ca de sinal no termo de CEC B0
2 o qual foi negativo para ErNi3Ga9 e positivo para
os demais terras raras. Al´em disso, a divis˜ao total do multipleto do esquema de n´ıveis do
CEF decresce com o aumento do numero atˆomico (Tb - Er) do ´ıon terra rara da mesma
forma que o termo dominante da hamiltoniana de CEC, B0
2 . N´os tentamos associar esse
fato com a sistem´atica mudan¸ca na raz˜ao c/a que aumenta de Tb para Er.
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Contribuição ao estudo de campo cristalino e transições 4f-4f em sistemas contendo lantanídeosSouza, Adelmo Saturnino de 18 September 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A theoretical study of the interactions between the 4f electrons in lanthanide ions (Ln3 +) with the chemical environment was made using crystal field theory. The main effects were studied: change in position of the berycentre of the energy levels of the free ion, maximum splitting of the J level and contribution to 5D0-7F0 transition of Eu3+ ion. Use
of second-order correction to the wave functions allow a better understanding the relationship between the maximum splitting 7F1 Eu3+ ion and the position of its berycentre. The dependence between the intensity of the 5D0-7F0 transition with its position was also demonstrated using the linear part of the crystal field. This study was done based on symmetry properties of the Hamiltonian of the free ion and crystal field.
The predicted position of the berycentre and the maximum splitting of the 7F1 level are in good agreement with the experimental results. The equations for the 5D0-7F0 transition satisfactorily reproduced the experimental data and can be used for the Sm2+ ion. / Um estudo teórico das interações entre os elétrons 4f de íons lantanídeos (Ln3+) íon com o meio químico foi feito usando a teoria de campo cristalino. Os principais efeitos estudados foram: mudança na posição do baricentro dos níveis de energia do íon livre, desdobramento máximo do nível J e contribuição para transição 5D0-7F0 do íon Eu3+. Usar a correção de segunda ordem para as funções de onda permitiu entender melhor como é a relação entre o desdobramento máximo do 7F1 do íon Eu3+ e a posição de seu baricentro. A dependência entre intensidade da transição 5D0-7F0 com a sua posição também foi demonstrada usando a parte linear do campo cristalino. Este estudo foi feito baseado em propriedades de simetria do hamiltoniano do íon livre e do campo cristalino. A previsão da posição do baricentro e do desdobramento do nível 7F1 estão em bom acordo com os resultados experimentais. As equações obtidas para a transição 5D0-7F0 reproduziram satisfatoriamente os resultados experimentais e podem ser usadas para o íon Sm2+.
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Contribuição ao estudo dos níveis de energia em sistemas contendo íons Ln3+Oliveira, Yuri Álisson Rodrigues de 28 July 2016 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A new approach to describe the crystal field interaction in compounds that contains trivalent lanthanide
ions is presented. It is considered the electrostatic balance of the optically active site, the
effective charge of the central ion and the sign of crystal field parameters (CCP) as determinant
factors in the crystal field interaction. The method of the first equivalent neighbours (MENN) was
reformulated, and improvements in predicting the CCP and energy levels 7FJ of Eu3+ could be
realized. Moreover, it was possible to predict the lanthanide-nearest neighbour interaction of load
factors (Ln-NN), the maximum coverage of the wave functions of the interacting ions and energy
levels levels structure of the 7FJ of Eu3+. The physically acceptable limits are designed to load
factors and the maximum overlap of the wave functions of the interacting ions. The compounds
studied have high symmetry and exhibit a first neighbourhood consisting of oxygen ions, fluorine
or chlorine. The use of secular determinants solutions of the energy matrices served as an excellent
theoretical framework for the development of the method, which is applied based on the simple
overlap model (SOM). This allowed the description of the interaction of the crystalline field by
a nonparametric method and simple application. In addition, it was predicted the wave functions
overlap factor of the interacting ions, the total effective bonding charge of Eu3+, and the relationships
and trends of the crystal field interaction with the chemical species of the NN and the type
of Ln that makes up the main host matrix. Finally, it was possible to remodulate the MENN at a
more theoretical method by using theoretical data. The results served to confirm the efficiency and
accuracy of MENN in describing the interaction of the crystal field on systems containing trivalent
lanthanide ions. / Uma nova abordagem na descrição da interação do campo cristalino em compostos contendo íons
lantanídeos trivalentes é apresentada. São considerados o equilíbrio eletrostático do sítio opticamente
ativo, a carga efetiva do íon central e o sinal dos parâmetros de campo cristalino (PCC) como
fatores determinantes na descrição da interação de campo cristalino. O método dos primeiros vizinhos
equivalentes (MENN) foi reformulado, e assim melhorias na previsão dos PCC e dos níveis
de energia 7FJ do Eu3+ puderam ser realizadas. Além disso, foi possível prever fatores de carga
de interação lantanídeo-primeiro vizinho (Ln-PV), o recobrimento máximo das funções de onda
dos íons interagentes e estrutura dos níveis níveis de energia 7FJ do Eu3+. Foram estabelecidos
limites fisicamente aceitáveis para os fatores de carga e para o recobrimento máximo das funções
de onda dos íons interagentes. Os compostos estudados possuem alta simetria e apresentam uma
primeira vizinhança composta por íons de oxigênio, flúor ou cloro. A utilização das soluções dos
determinantes seculares das matrizes energéticas serviram como um excelente aporte teórico para
o desenvolvimento do método, o qual é aplicado tendo por base o modelo de recobrimento simples
(SOM). Isto permitiu a descrição da interação do campo cristalino por um método não paramétrico
e de simples aplicação. Além disso, foi realizada a previsão do fator de recobrimento das funções
de onda dos íons interagentes, carga efetiva total de ligação do Eu3+, e as relações e tendências da
interação do campo cristalino com a espécie química dos PV, e o tipo de Ln que compõe a matriz
hospedeira principal. Por fim, foi possível tornar o MENN um método mais teórico através da
utilização de dados teóricos. Os resultados obtidos serviram para confirmar a eficiência e precisão
do MENN na descrição da interação do campo cristalino em sistemas contendo íons lantanídeos
trivalentes.
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Estudo de propriedades físicas de nanocristais de ZnTe e Zn1-xAxTe (A = Mn; Co) no sistema vítreo P2O5 ZnO Al2O3 BaO PbOSilva, Alessandra dos Santos 30 October 2015 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In this work, Zn1-xAxTe (A = Mn, Co) diluted magnetic semiconductors (DMS) nanocrystal (NCs) were successfully grown in the P2O5 ZnO Al2O3 BaO PbO glass system synthesized by the method of Fusion-Nucleation, after subjecting to appropriate thermal annealing. Various experimental techniques were used in this study in order to get a comprehensive understanding of the optical, morphological, structural and magnetic properties these NCs. Transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM) images revealed the size of both of Zn1-xMnxTe and Zn1-xCoxTe NCs. From the vibrating sample magnetometer (VSM) technique, there was growth behavior of magnetization and magnetic susceptibility as a function of the Mn concentration in the samples containing Zn1-xMnxTe NCs. At lower Mn concentrations, the sp electrons of ZnTe host semiconductor interact with the d electrons of Mn2+ ions, resulting in the sp-d exchange interaction, which causes a small increase in susceptibility. At higher Mn concentrations, the d-d exchange interaction between Mn atoms dominates over the sp-d exchange interaction, resulting in an abrupt increase in susceptibility. The EPR spectra, in addition to prove the results exhibited the well-known sextet hyperfine lines of Mn2+ ions, since samples with low Mn concentrations revealed the presence of Mn2+ ions within and near the surface of the ZnTe NCs. From the optical absorption spectra (OA) and photoluminescence (PL), analyzed on the basis of crystal field theory (CFT) as well as of the diffraction X-ray (XRD), Raman scattering (RS) and electron microscopy transmission (TEM) techniques, the substitutional incorporation of Mn2+ ions was confirmed up to its solubility limit (x = 0.100) ZnTe NCs. Above this concentration, can observe the formation of manganese oxide NCs such as MnO and MnO2, since the nucleation rate for the formation of these NCs is greater than that of Zn1-xMnxTe NCs, at high concentrations. Furthermore, from the PL spectra, it was found that it is possible to tune the emission of energy related to transition 4T1(4G) → 6A1(6S) of Mn2+ ions, of the spectral orange region to the near infrared, depending on Mn concentration. This is possible due to the variation of the local crystal field, where these ions are inserted. From the OA spectra, analyzed on the basis of CFT, it showed that Co2+ ions are substitutionally incorporated in tetrahedral sites of ZnTe NCs, due to its characteristics transitions in visible and near infrared spectral region. This evidence has been enhanced from MFM images, since NCs doped with magnetic ions, magnetically respond when induced by the magnetization of the probe. / Neste trabalho, nanocristais semicondutores magnéticos diluídos (SMD) de Zn1-xAxTe (A = Mn; Co) foram crescidos com sucesso no sistema vítreo P2O5 ZnO Al2O3 BaO PbO, sintetizado pelo método de Fusão-Nucleação, após submetê-lo a tratamento térmico apropriado. Várias técnicas experimentais foram utilizadas neste estudo a fim de obter um entendimento compreensivo das propriedades ópticas, morfológicas, estruturais e magnéticas desses NCs. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA) revelaram o tamanho tanto de NCs de Zn1-xMnxTe quanto de Zn1-xCoxTe. A partir da técnica de magnetometria de amostra vibrante (MAV), verificou-se o crescimento da magnetização e o comportamento da susceptibilidade magnética, em função da concentração de Mn, em amostras contendo NCs de Zn1-xMnxTe. Em baixas concentrações de Mn, os elétrons sp do semicondutor hospedeiro ZnTe, interagem com os elétrons d dos íons Mn2+, resultando na interação de troca sp-d, que provoca um pequeno aumento na susceptibilidade magnética. Já, em concentrações mais elevadas de Mn, a interação de troca d-d entre átomos de Mn domina a interação de troca sp-d, o que resulta em um aumento abrupto da susceptibilidade. Os espectros RPE, além de comprovar esses resultados, exibiram o bem conhecido sexteto de linhas hiperfinas de íons Mn2+, uma vez que amostras com baixas concentrações de Mn revelaram a presença de íons Mn2+ no interior e próximos à superfície dos NCs de ZnTe. A partir dos espectros de absorção óptica (AO) e fotoluminescência (FL), analisados com base na teoria do campo cristalino (TCC), bem como das técnicas de difração de raios-X (DRX), espalhamento Raman (ER) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), confirmou-se a incorporação substitucional de íons Mn2+ até seu limite de solubilidade nominal (x = 0,100) em NCs de ZnTe. Acima dessa concentração, observa-se a formação de NCs de óxido de manganês, tais como MnO e MnO2, uma vez que a taxa de nucleação para a formação desses NCs é maior que a de NCs de Zn1-xMnxTe, em altas concentrações. Além disso, a partir dos espectros FL, verificou-se que é possível sintonizar a energia de emissão relacionada à transição 4T1(4G) → 6A1(6S) de íons Mn2+, da região espectral laranja ao infravermelho próximo, em função da concentração de Mn. Isso é possível devido à variação do campo cristalino local, onde esses íons estão inseridos. A partir dos espectros AO, analisados com base na TCC, evidenciou-se que íons Co2+ são incorporados substitucionalmente em sítios tetraédricos de NCs de ZnTe, devido às suas transições características na região espectral do visível e infravermelho próximo. Essa evidência foi reforçada a partir de imagens de MFM, uma vez que os NCs, dopados com íons magnéticos, respondem magneticamente quando induzidos pela magnetização da sonda. / Doutor em Física
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Determinação da estrutura local de sítios do íon Eu3+ com alta simetria em cristaisMatos, Heveson Luís Lima de 24 February 2014 (has links)
A study of the local structure of the Eu3+ ion with high symmetry in crystals was carried out using the crystal field theory by the method of nearest neighbours (MENN). The crystals studied were: M2O3, SnO2, BaliF3 and XMgF3 doped with very low concentrations of Eu3+ ion. From equations of the crystal field parameters, the maximum splitting of 7F1 multiplet and the electrostatic equilibrium of luminescent site was possible to predict the interatomic distance Eu-O ions in the luminescent site. For the M2O3 crystal, the overlap between the 4f orbitals and 2p in the range 0.07. Ïj.0.1 and the charge factor between 0.55.gj.0.9 gave better predictions for the indication of the local structure of luminescent site. The electrical neutrality of the luminescent site was satisfied. The Batista-Longo Improved Model (BLIM) was used to show that the Eu3+ ion charge may be greater than its own valence. The predictions give an indication of a point symmetry S6 or D3d. For the SnO2 oxide two sets of charge factors were used. Both were related by the equation of the electrostatic equilibrium of luminescent site. A P = 1.0029 proportionality constant related non equivalent interatomic distances. The overlap between the 4f orbitals and 2p in the range 0.05. Ïj.0.1 and the charge factor 0.5.gj.0.75 gave better predictions for the indication of the local structure of luminescent site. The predictions indicate that the Eu3+ ion replaces the Sn4+ ion in a point symmetry C2h or D2h. For the BaliF3 and XMgF3 crystals is suggested that the Eu3+ ion occupies a lowest symmetry D4d with coordination number eight. The experimental splitting was reproduced with gj = 0.402 and Ïj = 0.05. The signal of the B2 0 was reproduced. This study was done based on the emission spectrum of Eu3+ ion and structure calculations based on molecular dynamics. The predictions of the Eu-PV interatomic distance and local symmetry of the luminescent site is in good agreement with experimental data. / Um estudo da estrutura local do sitio luminescente do ion Eu3+ com alta simetria em cristais foi realizado
utilizando a teoria de campo cristalino atraves do metodo dos vizinhos equivalentes (MENN). Os cristais
estudados foram: M2O3, SnO2, BaLiF3 e XMgF3 dopados com baixissimas concentracoes do ion Eu3+. A partir das equacoes dos parametros de campo cristalino, do desdobramento maximo do multipleto 7F1 e do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente foi possivel fazer previsoes da distancia interatomica entre os ions Eu-O no sitio luminescente do ion Eu3+. Para o cristal M2O3, o recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.07. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.55.gj.0.9 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. A neutralidade eletrostatica do sitio luminescente foi satisfeita com o MENN. O Batista-Longo Improved Model (BLIM) foi utilizado como comparativo para mostrar que a carga do ion Eu3+ pode ser maior que sua propria valencia. As previsoes dao indicacao de uma simetria pontual S6 ou D3d. Para o oxido SnO2 dois conjuntos de fatores de cargas foram utilizados. Ambos foram relacionados pela equacao do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente. Uma constante de proporcionalidade P=1.0029 relacionou as distancias interatomicas nao equivalentes. O recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.05. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.5.gj.0.75 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. As previsoes indicam que o ion Eu3+ substitui o ion Sn4+ em uma simetria pontual C2h ou D2h. Para os cristais BaLiF3 e XMgF3 e sugerido que o ion Eu3+ ocupe uma simetria mais baixa D4d com numero de coordenacao 8. O desdobramento experimental foi reproduzido com gj = 0.402 e Ïj = 0.05. O sinal do B2 0 foi reproduzido. Este estudo foi feito baseado no espectro de emissao do ion Eu3+ e de calculos de estrutura local baseado em dinamica molecular. As previsoes da distancia interatomica Eu-PV e simetria local do sitio luminescente estao em trostatico do sitio uminescente foi possivel fazer previsoes da distancia interatomica entre os ions Eu-O no sitio luminescente do ion Eu3+. Para o cristal M2O3, o recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.07. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.55.gj.0.9 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. A neutralidade eletrostatica do sitio luminescente foi satisfeita com o MENN. O Batista-Longo Improved Model (BLIM) foi utilizado como comparativo para
mostrar que a carga do ion Eu3+ pode ser maior que sua propria valencia. As previsoes dao indicacao de uma simetria pontual S6 ou D3d. Para o oxido SnO2 dois conjuntos de fatores de cargas foram utilizados. Ambos foram relacionados pela equacao do equilibrio eletrostatico do sitio luminescente. Uma constante de proporcionalidade P=1.0029 relacionou as distancias interatomicas nao equivalentes. O recobrimento entre os orbitais 4f e 2p no intervalo entre 0.05. Ïj.0.1 e o fator de carga entre 0.5.gj.0.75 apresentaram as melhores previsoes para a indicacao da estrutura local do sitio luminescente. As previsoes indicam que o ion Eu3+ substitui o ion Sn4+ em uma simetria pontual C2h ou D2h. Para os cristais BaLiF3 e XMgF3 e sugerido que o ion Eu3+ ocupe uma simetria mais baixa D4d com numero de coordenacao 8. O desdobramento experimental foi reproduzido com gj = 0.402 e Ïj = 0.05. O sinal do B2 0 foi reproduzido. Este estudo foi feito baseado no espectro de emissao do ion Eu3+ e de calculos de estrutura local baseado em dinamica molecular. As previsoes da distancia interatomica Eu-PV e simetria local do sitio luminescente estao em bom acordo com dados experimentais.
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Estudo da reorientação de spin nos compostos RX2 (R = terra rara; X: Al, Ni)Souza, Marcos Vinicios de 01 March 2013 (has links)
In this work, our initial efforts have been directed to study the behavior of the magnetization as a function of temperature, calculated according to the approximate method of the anisotropy constants and the resolution of a Hamiltonian (that includes the crystal field) as exemplified for the DyAl2 compound. Furthermore, we investigated the magneto-thermal characteristics of some members of the RX2 series (R: rare earth, X: Al, Ni), including spin reorientation (SR), by using a model Hamiltonian, that consists of localized magnetic moments interacting via exchange and crystal field interaction, in the molecular-field approximation. We studied how the SR depends on the direction of the application of magnetic field, the intensity of this field and temperature. For the magnetic calculations, the problem of self-consistency was solved by using a computational routine developed in the Fortran 90 programming language. We emphasize that special attention was directed to the crystal field, because of its high relevance to the anisotropic characteristics of the RX2 studied compounds. Thus, in our attempts to study the peculiarities of the rare earth elements, due to crystal field effects, we have not only considered the intensity change, but the direction change of the applied field. In the cases of both Er+3 and Tb+3 compounds, we obtained second-order or continuous magnetization behavior along the polar angle axis. We stressed that the crystal field terms plays an important role in the first order spin reorientation for Dy+3 and Ho+3 compounds. First, it can be revealed by the discontinuity in the Cartesian components of the magnetization vector as a function of the polar angle. Second, the discontinuity is of great importance in the calculation of latent heat associated to the spin reorientation in the case where the first order transitions were observed. Finally, we were able to separate the first and second order contributions of the anisotropic magnetic entropy change, which is the main result of this work. / Neste trabalho, nossos esforços iniciais foram direcionados a estudar o comportamento da magnetização em função da temperatura, calculado segundo o método aproximativo das constantes de anisotropia e da resolução de um hamiltoniano (que inclui o campo cristalino) como exemplificado para o composto DyAl2. Além disto, investigamos as características magneto-térmicas de alguns integrantes da série RX2 (R: Terra rara; X: Al, Ni), incluindo a reorientação de spin (RS), usando um hamiltoniano modelo que consiste de momentos magnéticos localizados interagentes via interações de troca e de campo cristalino, na aproximação do campo molecular. Estudamos como a RS depende da direção de aplicação do campo magnético, da sua intensidade e da temperatura. Para os cálculos magnéticos, o problema da auto consistência foi solucionado utilizando uma rotina, computacional desenvolvida na linguagem computacional Fortran 90. Ressaltamos que, uma atenção especial foi direcionada ao campo cristalino, por conta da sua alta relevância sobre as características anisotrópicas dos compostos RX2 estudados. Portanto, em nossas tentativas para estudar as peculiaridades dos elementos terras raras, devido aos efeitos do campo cristalino, não consideramos somente a mudança na intensidade, mas a variação na direção do campo aplicado. No caso dos compostos Er+3 e Tb+3, obteve-se um comportamento da magnetização de segunda ordem ou contínuo face à mudança do ângulo polar. Salientamos que os termos de campo cristalino desempenham um papel fundamental na reorientação de spin de primeira ordem para Dy+3 e Ho+3. Primeiro, tal transição pode ser revelada por uma descontinuidade nas componentes cartesianas do vetor de magnetização em função do ângulo polar. Segundo, a descontinuidade é de grande importância para o cálculo do calor latente associado à reorientação spin nos casos em que foram observadas as transições de primeira ordem. Finalmente, foi possível separar as contribuições de primeira e segunda ordem da variação de entropia magnética anisotrópica, o qual é o principal resultado deste trabalho.
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Estudo do campo cristalino em óxidos contendo íons európioSantana, Pedro Jonathan Santos 01 March 2013 (has links)
In this work the Point Charge Electrostatic Model (PCEM), the Simple Overlap Model (SOM) and the Method of Equivalents Nearest Neighbors (MENN) were applied to a well known series of oxides, namely, Gd2O3, Y2O3, Lu2O3, In2O3 and Sc2O3, all doped ion Eu3+ with the purpose of discussing the charge of interaction and some aspects of the crystal field effect. To this end, calculations were made of the crystal field and crystal field strength parameters and splitting of the 7F1 level of the luminescent ion. By using the luminescent site local structure, the PCEM, as expected, led to satisfactory results only from the qualitative point of view. With the SOM and the MENN it was possible to reproduce the experimental splitting of the 7F1 energy level and its sublevels, with physically acceptable charge factors. Only in some cases the NN charge has been greater than its valence. A discussion on the position of the charge of interaction also has been made. / Neste trabalho o Modelo Eletrostático de Cargas Pontuais, o Modelo de Recobrimento Simples e o Método dos Vizinhos Equivalentes foram aplicados a uma série bem conhecida de óxidos, a saber, Gd2O3, Y2O3, Lu2O3, In2O3 e Sc2O3, todos dopados com o íon Eu3+, com o objetivo de discutir a carga de interação e aspectos do efeito do campo cristalino. Para isso, foram feitos cálculos de parâmetros do campo cristalino, de parâmetro de força do campo cristalino, dos subníveis e desdobramento do nível 7F1 do íon luminescente. Usando a estrutura local do sitio luminescente, o modelo eletrostático, como esperado, levou a resultados satisfatórios apenas do ponto de vista qualitativo. Já com o modelo de recobrimento simples e com o método dos vizinhos equivalentes foi possível reproduzir o desdobramento experimental do nível de energia 7F1 e os seus subníveis, com fatores de carga fisicamente plausíveis. Em apenas alguns poucos casos a carga dos primeiros vizinhos foi maior que a valência respectiva. Também está feita uma discussão sobre a possível posição desta carga de interação.
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