Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diovana de Mello Lalis.pdf: 1400139 bytes, checksum: 9a24713cb1bd8642c6db6fc9c49eebbd (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os compostos de férmions pesados são geralmente descritos no âmbito do modelo da rede de Kondo, que pode ser derivado a partir do modelo de Anderson. As suas propriedades peculiares são regidas pela competição entre o efeito Kondo e a interação Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY), que permite esboçar o diagrama de Doniach. A investigação de compostos ferromagnéticos de férmions pesados, em particular, tem se intensificado recentemente, com a possibilidade de aproximação do ponto crítico quântico (QCP) por meio do ajuste da pressão, da concentração de elétrons, ou pela aplicação de campo magnético. Neste trabalho, o modelo de rede de Anderson (ou modelo de Anderson periódico) é utilizado diretamente para descrever estes compostos, incorporando o efeito das flutuações de valência, que podem desempenhar um papel importante na vizinhança do QCP. Empregamos o método da equação do movimento para as funções de Green, que permite desacoplamentos sucessivos da cadeia de equações. Exploramos a estabilidade das soluções de AF, FM e não-magnéticas em função dos parâmetros do modelo, da temperatura e da concentração de életrons. O diagrama de fases é obtido a partir das curvas de magnetização e pela comparação das energias das soluções envolvidas.

Orientadores: Gustavo Fernandes Lopes, Eduardo Granado Monteiro da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-14T22:47:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabbris_GilbertoFernandesLopes_M.pdf: 3782519 bytes, checksum: d66cd36be4756310d108388eaef23b5e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Materiais multiferróicos apresentam pelo menos duas propriedades ferróicas na mesma temperatura: (anti) ferroeletricidade, (anti) ferromagnetismo, ou ferroelasticidade. Esses materiais têm atraído grande atenção da comunidade científica nos últimos anos devido às suas potenciais aplicações e ao complexo acoplamento entre suas propriedades, o que ainda não é bem compreendido. Neste trabalho, nos concentramos nos materiais multiferróicos da família RMn2O5, que possuem estrutura ortorrômbica com grupo espacial Pbam. Nestes compostos, a transição antiferromagnética acontece a ~40K e a ferroelétrica em torno de 39K para todos os membros da família. A ferroeletricidade vista nesse material é incompatível com o centro de simetria existente no grupo espacial Pbam. Resultados de EXAFS para o composto TbMn2O5 existentes na literatura indicam uma distribuição bimodal de Tb-O na primeira camada de coordenação. Este desdobramento da primeira camada de coordenação independe da temperatura e indica uma possível variação do grupo espacial Pbam. Tais resultados nos motivaram a empreender o estudo da estrutura local da família RMn2O5 a fim de entendermos a correlação entre a estrutura local e a natureza do íon R. Medidas do espectro de XAFS como função da temperatura foram realizadas na linha XAFS2 do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Foram realizadas varreduras na borda K do Mn e em torno da borda L3 dos íons R (Bi, Gd, Pr, Tb). Os resultados para a borda do manganês em todos os compostos indicam que os poliedros de MnO são rígidos. Já na borda do íon R há comportamentos distintos. Enquanto no composto com bismuto observamos uma possível vibração rígida dos poliedros de MnO, para os outros compostos estudados identificamos uma distorção rígida desses poliedros. O comportamento distinto do composto com Bi, em relação aos demais membros da família, parece estar relacionado ao lone pair do bismuto / Abstract: Multiferroic materials present, at the same temperature, at least two of the so-called ferroic properties: (anti) ferroelectricity, (anti) ferromagnetism and ferroelasticity. They have attracted great attention in the last few years due to their potential applications as well as from the basic science point of view, given the intricate coupling between their physical properties, which remains poorly understood. In this work, we have focused on the study of the RMn2O5 family multiferroic materials. Their crystalline structure belongs to the Pbam orthorhombic space group, with an antiferromagnetic and ferroelectric phase transition temperatures below 40 K and 39K, respectively. Such ferroelectric phase is incompatible with the inversion center of symmetry in the Pbam space group. Recently published EXAFS results for TbM n2O5 revealed a first coordination shell with a bimodal Tb-O bond length distribution. Such bond length splitting is temperature-independent and may be related to a change of the Pbam space group. Such results were our main motivation to undertake a systematic study of the local structure of the RMn2O5 multiferroic family, aiming at a better understanding the correlation between the ion R and the local structure. Mn K-Edge and R-ion L3 Edge (R=Bi, Gd, Pr, Tb) temperature-dependent XAFS measurements were performed at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory XAFS2 beam line. Results for the Mn K-edge in all studied compounds reveal the Mn-O coordination polyhedral are rigid. The R-ion results reveal distinct behaviours. For the R=Bi compound, we identified that low energy Mn-O rigid unit vibrational modes are likely to be operative. For the other compounds, we have identified a rigid distortion of the Mn-O polyhedra. The distinct behavior of the BiMn2O5 seems to be related to the Bi 6s2 lone pair / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Espectroscopia Mössbauer foi usada para investigar as propriedades magnéticas dos compostos antiferromagnéticos CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 e 0,3 à temperatura de 4,2 °K, abaixo da temperatura de Néel. As interações quadripolares medidas à temperatira ambiente, acima da temperatira de Néel, e a 4,2 °K mostram pouca dependência com a concentração. / Mössbauer spectroscopy has been used to investigated the magnetic properties of the antiferromagnetics compounds CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 and 0,3 at the temperature of 4,2 °K, below the Néel temperature. The quadrupole interaction measured at room temperature, above the Néel temperature, and at 4,2 °K show little concentration dependence.

SENA FILHO, Roberto Ferreira. Teoria microscópica de ondas de spin em nanofios magnéticos. 2007. 74 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T19:45:31Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T19:46:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T19:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_rfsenafilho.pdf: 3612063 bytes, checksum: 5cbe75be9b4bf3c77cd9b1136fad2a2a (MD5) Previous issue date: 2007 / 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. / O comportamento dinâmico de spins em materiais magnéticos é influenciado pela geometria que eles apresentam. Além disso, outro aspecto relevante é a dimensionalidade do sistema. Trabalhos recentes comprovam o interesse do estudo das propriedades magnéticas em sistemas de baixa dimensionalidade, que é devido em grande parte as aplicações tecnológicas, tais como: nanosensores, gravadores magnéticos de alta densidade, dispositivos magneto-eletrônicos, etc. Neste trabalho estudamos a propagação de ondas de spin em nanofios magnéticos cilíndricos, onde a abordagem é feita utilizando teoria microscópica, através do Hamiltoniano de Heisenberg, em que os spins são considerados fixos nos sítios da rede e cuja geometria da seção transversal dos cilindros é hexagonal. Entre as interações magnéticas estudadas consideramos: a interação de troca que pode ser ferromagnética se os primeiros vizinhos dos spins estão numa configuração paralela, ou antiferromagnética se estiverem antiparelelos; a interação Zeeman que é devido ao campo magnético externo aplicado ao sistema; a interação de Anisotropia, esta sendo responsável pela direção de magnetização preferida que diversos sistemas magnéticos reais apresentam e a interação dipolar de natureza magnetostática, presente em todos os materiais. O formalismo leva em consideração a dependência espacial dos spins no sistema, onde os operadores de spin do hamiltoniano são escritos em termos de operadores bosônicos de criação e aniquilação através da Representação de Holstein-Primakoff. Em seguida, aproveitando-se da simetria translacional em uma direção devido a periodicidade da rede, realizamos a transformada de Fourier para estes operadores fornecendo um sistema de equações matriciais no espaço dos vetores de onda. A partir desse sistema de equações obtemos vários espectros de excitação como: a relação de dispersão para as ondas de spin, que é o gráfico onde mostra como a frequência de ondas de spin varia em função do vetor de onda e a variação da energia do sistema com o campo aplicado.

Espectroscopia Mössbauer foi usada para investigar as propriedades magnéticas dos compostos antiferromagnéticos CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 e 0,3 à temperatura de 4,2 °K, abaixo da temperatura de Néel. As interações quadripolares medidas à temperatira ambiente, acima da temperatira de Néel, e a 4,2 °K mostram pouca dependência com a concentração. / Mössbauer spectroscopy has been used to investigated the magnetic properties of the antiferromagnetics compounds CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 and 0,3 at the temperature of 4,2 °K, below the Néel temperature. The quadrupole interaction measured at room temperature, above the Néel temperature, and at 4,2 °K show little concentration dependence.

Espectroscopia Mössbauer foi usada para investigar as propriedades magnéticas dos compostos antiferromagnéticos CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 e 0,3 à temperatura de 4,2 °K, abaixo da temperatura de Néel. As interações quadripolares medidas à temperatira ambiente, acima da temperatira de Néel, e a 4,2 °K mostram pouca dependência com a concentração. / Mössbauer spectroscopy has been used to investigated the magnetic properties of the antiferromagnetics compounds CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 and 0,3 at the temperature of 4,2 °K, below the Néel temperature. The quadrupole interaction measured at room temperature, above the Néel temperature, and at 4,2 °K show little concentration dependence.

Orientador: Bernardo Laks / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:54:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_AlexandreAbdalla_D.pdf: 3128592 bytes, checksum: cb2ac303a68b8fb439a89a0ee1627986 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A Física de superfícies, interfaces e filmes finos vem se desenvolvendo muito rapidamente nas últimas décadas com o aparecimento de inúmeras técnicas experimentais para estudo das propriedades de superfície. Por outro lado, tem ocorrido um grande avanço dos equipamentos de informática e dos métodos computacionais, com o desenvolvimento de novos algoritmos, os quais já permitem o estudo de sistemas mais complexos como interfaces, defeitos, filmes-finos e nanofios, contendo um número cada vez maior de átomos. Um considerável interesse em superfícies e na deposição de filmes finos sobre superfícies, envolvendo metais, tem sido motivado pela possibilidade de se conseguir novas propriedades magnéticas e eletrônicas, incluindo temperaturas acima da temperatura ambiente, visando avanços tecnológicos em dispositivos eletrônicos. Nosso trabalho representa uma estratégia bastante promissora nessa área, pois nele identificamos claramente a possibilidade de produção de filmes finos com caráter ferromagnético half-metallic (isto é, com um canal de condução eletrônico semicondutor e outro metálico). Conforme pudemos mostrar, este caráter foi atingido a partir de pequenas variações de parâmetro de rede, de espessura de filme e de composição atômica. As propriedades observadas em nossos resultados teóricos sinalizam a importância de aplicação de diferentes materiais tais como CrAs, CrTe, CrAs(1-x)Sex, CrAs(1-x)T e x, CrSe(1-x) Tex, objetivando suas utilizações em Spintrônica. Desta forma, realizamos um estudo sistemático desses materiais, verificando suas propriedades eletrônicas e magnéticas e suas viabilidades de aplicações em novos dispositivos. Dois métodos de cálculo de estrutura eletrônica: o RS-LMTO-ASA (Real-Space ¿ Linear Muffin-Tin ¿ Atomic Sphere Approximation) e o FLAPW (Full Potential - Linearized Augmented Plane wave), assim como o método da Matriz Transferência foram utilizados em nossas investigações. Em primeiro lugar, apresentamos estudos teóricos sobre as fases estruturais e magnéticas observadas nas primeiras camadas de filmes finos de CrAs, crescidos sobre substratos de GaAs(001). Esses estudos englobaram processos de otimização de geometria, realizados através do método FLAPW, baseados em cálculos autoconsistentes de primeiros princípios, levando em consideração a polarização de spin. Em segundo lugar, estudamos as propriedades eletrônicas e magnéticas das superfícies CrAs(001) através do RS-LMO-ASA e determinamos as dispersões dos estados eletrônicos de superfície segundo direções de alta simetria na zona de Brillouin bidimensional. A seguir, como os resultados apontaram a possibilidade de obtermos mais materiais com comportamento ferromagnético half-metallic, passamos a investigar toda uma classe de materiais com estruturas volumétricas ou de filmes finos envolvendo os elementos Cr, As, Te, e Se, arranjados em ligas binárias (CrAs, CrSe, CrTe) e ternárias (CrAs(1-x)Sex, CrAs(1-x)T ex, CrSe(1-x)Tex), em diferentes concentrações e diferentes regiões superficiais. Como conseqüência, um amplo conjunto de resultados interessantes foi conseguido, confirmando nossas expectativas de que pequenas variações de parâmetro de rede, de espessura e de composição atômica são ingredientes fundamentais a serem considerados para se atingir uma transição do regime ferromagnético metálico para half-metallic e que isto representa uma área bastante promissora, que deverá estimular novos experimentos, com a produção de novos tipos de filmes finos, com espessura e composição controladas. Por último, apresentamos um estudo teórico do composto Fe2CoAl, no qual a precisão de nossos cálculos é comparada a medidas experimentais / Abstract: In the last decades, the Physics of Surfaces, Thin Films and Interfaces has motivated a great advance of the experimental techniques applied to study surface properties. In addition, a fast progress in the computational area has also occurred, with the development of powered computers, new methods of calculations, and new algorithms, which already allow the description of more complex systems, such as interfaces, defects, thin films and nanowires. A considerable interest in the deposition of thin films on surfaces, involving metals, has been motivated by the possibility of producing new devices using the fascinating electronic and magnetic properties, in order to produce technological advances in electronic devices. This work represents a promising strategy in this area, because we identify, clearly, the possibility of producing thin films with half-metallic character (that is, with a semiconductor electronic spin channel and a metallic spin channel, simultaneously). As we showed, this character was attained from small variations of lattice parameter, film thickness or atomic composition. The results of our theoretical calculations have pointed the importance of some materials such as CrAs, CrTe, CrAs(1-x)S ex, CrAs(1-x)Tex, CrS e(1-x)Tex to be used in the Spintronic branch. So, we carry out a systematic analysis of these new materials, emphasizing its structural, electronic and magnetic properties and the viability of using these materials in new electronic devices. Two different methods of electronic structure calculations: the RS-LMTO-ASA (Real-space - Linear Muffin-Tin - Atomic Sphere Approximation) and the LAPW (Linearized Augmented Plane-Wave), as well as the Matrix Transfer method have been used in our studies. Initially, we present the theoretical results of the structural and magnetic phases, observed in the first layers of thin films of orthorhombic CrAs, grown on a GaAs(001) substrate. Two geometry optimization processes have done with the Full-Potential Linearized Augmented Plane-Wave (FLAPW) method, based on first principles, self-consistent calculations, taking in account the spin polarization, at the scalar relativistic level. Secondly, we study the electronic and magnetic properties of the CrAs(001) surfaces, via the RS-LMTO-ASA, and determined the energy dispersion of the electronic surface states along two highly symmetric directions in the two-dimensional Brillouin zone. Then, as the results suggested the possibility of obtaining new thin films, with ferromagnetic half-metallic behavior, we started to investigate a large class of materials, with volumetric and thin films structures, of binary (CrAs, CrSe, CrTe) and ternary (CrAs(1-x)Sex, CrAs(1-x) Te, CrSe(1-x)Tex) systems, in different atomic concentrations and with different superficial regions. Consequently, a large quantity of interesting results was obtained for these ferromagnetic materials, confirming that small variations of lattice parameters, film thickness and atomic composition are the fundamental ingredients to be considered, in order to reach the transition from metallic regime to ferromagnetic half-metallic regime and that our results can stimulate new experiments with the aim of producing new thin films, with controlled thicknesses and atomic compositions. Finally, we present a theoretical study of the inter-metallic compound Fe2CoAl, by comparing the precision of our calculations with experimental measurements / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

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.

Orientador: Eduardo Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-01T08:41:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_DalsonEloy_D.pdf: 2470369 bytes, checksum: 93d3b945f62f374cfd686217575dda95 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Nesta tese estudamos a relação entre antiferromagnetismo e supercondutividade em pnictídeos à base de ferro. Este estudo será feito através da análise de uma energia livre de Ginzburg-Landau de parâmetros de ordem acoplados que será derivada de um modelo microscópico. Em particular, estamos interessados em saber se a transição entre os estados ordenados é de primeira ordem ou se as duas ordens podem coexistir. Para o caso de supercondutividade convencional as duas fases puras nunca coexistem. Entretanto, quando a supercondutividade é não-convencional e a condição de nesting perfeito não é satisfeita, pode haver um regime intermediário de coexistência microscópica das duas ordens. Nesta nova fase termodinâmica, as simetrias de rotação no espaço de spins, de reversão temporal e U(1) são quebradas simultânea e localmente. Logo, os canais de supercondutividade singleto e tripleto se misturam quanticamente. Em outras palavras, uma componente tripleto secundária do estado supercondutor é gerada. Os diagramas de fases do sistema são apresentados e analisamos também como flutuações magnéticas, acima da temperatura de Néel pura, afetam a temperatura de transição tripleto. Investigamos também o efeito da magnetização alternada no efeito Josephson, i.e., na supercorrente que flui através de uma junção entre dois supercondutores na fase de coexistência. Por fim, mas não menos importante, estudamos o efeito de proximidade em uma interface entre um supercondutor e um antiferromagneto. Veremos que os pares de Cooper podem penetrar a região magnética e em consequência, uma componente tripleto é induzida próximo da interface / Abstract: In this thesis, we study the interplay between antiferromagnetism and superconductivity in iron pnictides. This study will be done analyzing a free energy of coupled order parameters which will be derived from a microscopic model. In particular, we are interested if the phase transition between the ordered states is first order or if the two orders can coexist. For the case of conventional superconductivity, the two phases cannot coexist. However, when superconductivity is unconventional and the perfect nesting condition is not satisfied, there can exist an intermediary state of microscopic coexistence of the two orders. In this new thermodynamic phase, spin rotation, time reversal and U(1) symmetries are simultaneously and locally broken. Therefore, the singlet and triplet superconductivity channels are quantum mechanically mixed. In other words, a secondary triplet component is generated. The phase diagrams of the system are presented and we also analyze the effect of magnetic fluctuations above the pure Néel temperature on the triplet temperature transition. We also investigate the effects of the staggered magnetization on the Josephson effect, i.e., on the supercurrent that flows through a junction of two superconductors in the coexistence phase. Last, but not least, we study the proximity effect at an interface between a superconductor and an antiferromagnet. We will see that the Cooper pairs can penetrate the magnetic region and consequently a triplet component is induced near the interface / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 140834/2013-3 / 2342/15-4 / CNPQ / CAPES / BEX

Orientadores: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo, Pascoal Jose Giglio Pagliuso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Serrano_RaimundoLora_D.pdf: 2642603 bytes, checksum: 743f3ac1f8dffb9e6358f1a7958794e6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho investigamos de forma sistemática as propriedades magnéticas macroscópicas (Susceptibilidade magnética, calor específico, resistividade elétrica) e as estruturas magnéticas de uma nova série de compostos tetragonais isoestruturais Rm Mn In3m+2n (R = Gd, Tb, Sm; M = Rh, Ir; m = 1, 2; n = 0, 1) e exploramos suas relações com as interessantes propriedades físicas encontradas em outros compostos desta família, especialmente quando R = Ce, onde tem sido observado um comportamento do tipo férmions pesados com supercondutividade não convencional (USC). Foram determinadas as estruturas magnéticas dos compostos Gd2IrIn8, GdRhIn5, GdIn3, TbRhIn5, Tb2RhIn8, Smn2IrIn8 em amostras monocristalinas de alta qualidade através da técnica de Difração Magnética de Raios-x (DMRX), e encontramos que todos se ordenam antiferromagneticamente com estruturas comensuráveis abaixo da temperatura de ordenamento (TN) com vetores de propagação (1/2,0,0), (0,1/2,1/2),(1/2,1/2,0), (1/2,0,1/2), (1/2,1/2,1/2) e (1/2,0,0), respectivamente. Os momentos magnéticos dos íons de terra rara se orientam no plano ab tetragonal no caso dos compostos com R = Gd e Sm2IrIn8 enquanto que no TbRhIn5 a orientação tem lugar ao longo do eixo c. Os compostos tetragonais inéditos a base de Tb foram todos sintetizados e caracterizados magnética e estruturalmente, pela primeira vez, dentro deste trabalho. Eles apresentam maior TN em relação ao composto cúbico TbIn3 (Tb1-0-3, TN ¿32 K), similar ao comportamento apresentado pelos compostos tetragonais de R = Nd. Com relação à direção dos momentos magnéticos no estado ordenado e à evolução de TN ao longo da série, os nossos resultados estão de acordo com um novo modelo teórico de campo médio, desenvolvido por colaboradores, que considera uma interação de primeiros vizinhos Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) isotrópica e efeitos de campo cristalino (CEF) tetragonal aplicado aos compostos com R = Ce, Nd e Tb. A idéia básica de interpretação dos nossos resultados, extraída dos resultados do modelo, é que as diferentes direções de ordenamento encontrados para diferentes R são determinadas por efeitos de CEF e que a variação dos parâmetros de CEF tetragonal determina a evolulção de TN . De acordo com isto, nos compostos com R = Gd, onde o momento angular orbital L = 0, os efeitos CEF não são importantes, TN é aproximadamente igual quando se comparam os compostos tetragonais com o cúbico GdIn3. Nos outros compostos tetragonais, cuja direção dos momentos tem lugar no plano ab (R = Ce e Sm), TN diminui, e aumenta quando a ordem ocorre ao longo do eixo c. O mecanismo de controle, por efeitos de campo cristalino, do comportamento da orientação dos momentos magnéticos e de TN pode, em particular, ser extrapolado aos compostos tetragonais de Ce já que a supressão de TN , combinada com efeitos de hibridização e efeito Kondo, muito importantes nestes casos, podem provocar fortes flutuações magnéticas no plano ab que, pela sua vez, podem ser relevantes no mecanismo de supercondutividade não convencional quase-2D / Abstract: In this work we present a systematic study of the physical properties (magnetic susceptibility, specific heat and electrical resistivity) and the determination of magnetic structures of a new series of isostructural tetragonal compounds RmMnIn3m+2n(R = Gd, Tb, Sm; M = Rh, Ir; m = 1,2; n = 0,1) exploring their relationships with the interesting physical properties found in other compounds of this family, specially when R = Ce compounds, for whose a heavy fermion behavior with unconventional superconductivity (USC) has been reported. The magnetic structures have been determined using high quality single crystalline samples of Gd2IrIn8, GdRhIn5, GdIn3, TbRhIn5, Tb2RhIn8 and Sm2IrIn8 through the resonant x-ray magnetic scattering (RXMS) technique. Our results show that all these systems order antiferromagnetically in commensurate structures below the ordering temperature (TN) with propagation vectors (1/2,0,0),(0,1/2,1/2),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(1/2,1/2,1/2) and (1/2,0,0), respectively. The magnetic moments of rare earth ions are oriented in the tetragonal ab-plane for R = Gd and Sm2IrIn8 compounds, while for the TbRhIn5 they order along the c-axis direction. The tetragonal Tb-based compounds were synthesized and characterized for the first time during this work. In these cases TN is increased when compared to the TN of the cubic TbIn3 (Tb1-0-3, TN¿32 K), as has been found for tetragonal Nd-based compounds. Regarding the magnetic moment directions in the ordered phase and the TN evolution along the series our results agree with those obtained from a mean field theoretical model, developed by collaborators, which considers an isotropic first-neighbors Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction and tetragonal crystal field effects (CEF) applied to Ce-, Nd- and Tb-based compounds. We can conclude from our results that the CEF effects are responsible in determining the magnetic moment directions for different R ions and varying the tetragonal CEF parameters we can also determine the TN evolution along the series. According to this idea, for Gd-based compounds, where the orbital angular momentum L = 0 and CEF effects are not important, TN is approximately the same for the tetragonal compounds when compared with cubic GdIn3. For those cases with ordered moments along any in-plane direction (R = Ce and Sm) TN decreases while it is increased when the moments orientation take place along the c-axis. The CEF effects-driven mechanism to determine the behavior of magnetic moment directions and TN, well explained by the mean field model, could be extrapolated to Ce-based compounds where combined with hybridization and Kondo effects, whose are very important, may create strong in-plane magnetic uctuations that can mediate the quasi-2D unconventional superconductivity in these systems / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências