Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 orlando.pdf: 5376505 bytes, checksum: 0fe38436ca5d2157e6047c3b7a23d9ef (MD5) Previous issue date: 2012-10-22 / Recently, the quantum spin ½ Heisenberg model with antiferromagnetic competitive interactions between first (J1) and second (J2) neighbors on a square lattice (called J1-J2 Heisenberg model) has been extensively studied by several methods, where the critical properties are relatively well known at T = 0. For small (α < α1c) and large (α > α2c) values of the parameter of frustration α = J2/J1 we ordered two states: the state of Néel (or antiferromagnetic-AF) and collinear antiferromagnetic (CAF), respectively, which are separated by a disordered state (spin-liquid SL). The CAF state consists of spins oriented parallel along the chain and antiparalelamente between chains, whereas the SL state is believed to be represented by the settings singlet states of dimers or platelets randomly oriented over the entire square lattice. Many debates were devoted to that kind of phase transition order at points α = α1c and α = α2c, concluding in a first-order one, respectively. Years ago, Oliveira [Phys. Rev. B 43, 6181 (1991)] proposed a variational method which uses as its starting point the ground state of the product states of isolated platelets (singlets), thus obtaining the magnetization subnet A, mA, and average internal energy as a function of α. Qualitative results described above were observed with values for points of the same phase transitions α1c ≈ 0.41 and α2c ≈ 0.68. In this work we will generalize this variational method to include a spatial anisotropy for the exchange, which consists of interactions of different first neighbors J1 - horizontal (vertical) and J1 = λJ1 - vertical (horizontal), with all interactions seconds to neighbors along the diagonals with the same intensity J2 (called model J1-J1 -J2 Heisenberg). We discuss the phase diagram at T = 0 plane λ-α, the behavior of order parameters and average internal energy AF and CAF phases as a function of α for various values of the spatial anisotropy λ. Our goal is to analyze the effect of anisotropy on the disordered state (SL), in which some methods (nonlinear waves spins, expanding in series) have provided that this state exist each value of 0<λ≤1, whereas other ones (field effective spin waves linear, coupled cluster) are foreseen only the SL state to high anisotropy values (λ>λ1) and a first-order phase transition between the phases AF and CAF. / Recentemente, o modelo de Heisenberg quântico antiferromagnético de spin ½ com interações competitivas entre primeiros (J1) e segundos (J2) vizinhos numa rede quadrada (o chamado modelo J1−J2 Heisenberg) tem sido exaustivamente estudado por diversos métodos, onde as propriedades críticas são relativamente bem conhecidas em T = 0. Para pequenos (α < α1c) e grandes (α > α2c) valores do parâmetro de frustração α = J2/J1 temos dois estados ordenados: o estado de Néel (ou antiferromagnético-AF) e colinear antiferromagnético (CAF), respectivamente, que são separados por um estado desordenado (spin líquido-SL). O estado CAF é caracterizado com os spins orientados paralelamente ao longo da cadeia e antiparalelamente entre cadeias, enquanto o estado SL acredita-se que seja representado por configurações de estados singletos de dímeros ou plaquetas orientados aleatoriamente sobre toda a rede quadrada. Muitos debates foram dedicados à que tipo de ordem da transição de fase nos pontos α= α1c e α= α2c, tendo como conclusão sendo de segunda e primeira ordem, respectivamente. Anos atrás, de Oliveira [Phys. Rev. B 43, 6181 (1991)] propôs um método variacional onde usa como ponto de partida o estado fundamental do produto de estados isolados de plaquetas (singletos), obtendo assim a magnetização de sub-rede A, mA, e a energia interna média como uma função de α. Os resultados qualitativos descritos acima foram observados, com os valores para os pontos de transições de fases iguais a α1c ≈ 0,41 e α2c ≈ 0,68. Neste trabalho generalizaremos este método variacional para incluir uma anisotropia espacial no exchange, que consiste em interações de primeiros vizinhos diferentes J1 - na horizontal (vertical) e J1 = λ J1 - na vertical (horizontal), com todas as interações de segundos vizinhos ao longo das diagonais com a mesma intensidade J2 (o chamado modelo J1-J1 -J2 Heisenberg). Discutiremos o diagrama de fase em T=0 no plano λ-α, o comportamento dos parâmetros de ordem e energia interna média nas fases AF e CAF como uma função de α para vários valores da anisotropia espacial λ. Nosso objetivo é analisar o efeito desta anisotropia sobre o estado desordenado (SL), onde alguns métodos (ondas de spins não linear, expansão em séries) têm previsto que este estado existe para todo valor de 0<λ≤1, enquanto outros métodos (campo efetivo, ondas de spin linear, cluster acoplado) têm previsto apenas este estado SL para altos valores de anisotropia (λ>λ1) e uma transição de fase de primeira ordem entre as fases AF e CAF.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2465.pdf: 21103782 bytes, checksum: bb2c2dc32243d775d710a3b870a259e7 (MD5) Previous issue date: 2006-12-08 / In this work, we investigate the effect of dilution and frustration in the thermodynamic properties and the phase diagrams using the quasi-two-dimensional Heisenberg and Ising models. We use the Zubarev Green´s function formalism and obtain the magnetic properties of the quasi-two-dimensional antiferromagnetic spin ½ Heisenberg model. We determine the limit of the stability of the antiferromagnetic phase as a function of the concentration of the holes in the CuO2 plane and dilution of the Cu by Zn. We simulate the point of maximum of the phase diagram in the plane (T,z) following the experimental data for the La2-xSrxCu1-zZnzO4 compounds. In the Heisenberg model the effect of the frustration is simulated by the parameter &#955;=&#955;0(1-x/xc), which measures the interaction between the CuO2 planes. The effect of dilution present in the xy-plane is described theoretically by a small value for z through an effective interaction J(1-z) (mean field approach). We extend the present formalism to include long-range interaction in the antiferromagnetic one-dimensional Heisenberg frustrated model and verify the absence of magnetic order for p>1 (where p is the decay interaction parameter, i.e., Jn=J/np). We also study the thermodynamic properties of the quenched decorated diluted Ising model with competitive interactions, using the differential operator technique with the effective field. The decorated Ising model with competitive interactions used is herein to describe the magnetic properties of the copper-oxide plane containing superconductor compounds in the insulating phase (antiferromagnetic). The model consists of planes in which the nodal spins interact antiferromagnetically (JA<0) with their nearest-neighbors, and ferromagnetically (JF>0) with the quenched spins that decorate the bonds (simulating the Cu-O interaction), and distributed randomly over the two-dimensional lattice. The planes interact antiferromagnetically with weak-exchange interaction (i.e., ). Moreover, in our model some magnetic sites (atoms of Cu) are substituted by non-magnetic sites. We study the thermodynamic properties of the system and the limit of antiferromagnetic stability in the phase diagrams (T,p) and (T,z), for some values of the frustration parameter &#61480;(&#945;&#61472;= J ' = &#955; ,&#955; = 10&#8722;5 A A J J A\JF) and magnetic field. We observe for some values &#945;, the system presents a reentrant behavior in low temperatures, which also is reflected in the thermodynamic properties. / Neste trabalho investigamos os efeitos de diluição e frustração nas propriedades termodinâmicas e os diagramas de fase nos modelos de Heisenberg e Ising quase-bidimensional. Usamos o formalismo das funções de Green de Zubarev e obtivemos as propriedades magnéticas do modelo de Heisenberg antiferromagnético quasebidimensional de spin ½. Determinamos o limite de estabilidade da fase antiferromagnética em função da concentração dos buracos no plano CuO2 e da diluição do Cu pelo Zn. Simulamos o ponto de máximo do diagrama de fase no plano (T,z) previsto experimentalmente para o composto La2-xSrxCu1-zZnzO4. No modelo de Heisenberg o efeito da frustração é simulado pelo parâmetro &#955;=&#955;0(1-x/xc), medindo a interação entre os planos de CuO2. O efeito da diluição que está presente no plano xy é teoricamente descrito fenomenologicamente para pequeno valor de z através de uma interação efetiva J(1-z) (aproximação tipo campo médio). Estendemos o presente formalismo para incluir interação de longo alcance no modelo de Heisenberg unidimensional antiferromagnético frustrado e verificamos ausência de ordem magnética para p > 1 (onde p é o parâmetro do decaimento da interação, i.e., Jn = J/np). Estudamos também as propriedades termodinâmicas do modelo de Ising diluído decorado de forma quenched com interações competitivas através da técnica do operador diferencial unida à teoria de campo efetivo. O modelo de Ising decorado com interações competitivas é utilizado para descrever qualitativamente as propriedades termodinâmicas dos compostos supercondutores baseados em planos de cobre-oxigênio na sua fase isolante (antiferromagnética). O modelo consiste de planos nos quais os spins nodais interagem antiferromagneticamente (JA < 0) com seus primeiros vizinhos (simulando a interação Cu-Cu), e ferromagneticamente (JF > 0) com os spins decoradores (simulando a interação Cu-O), os quais são distribuídos aleatoriamente de forma quenched sobre uma rede bidimensional. Os planos interagem antiferromagneticamente com uma fraca interação de troca (i.e., J'A = &#955;JA, &#955; = 10-5). Além disso, em nosso modelo alguns sítios magnéticos (átomos de Cu) são substituídos por sítios não magnéticos. Discutimos além das propriedades termodinâmicas do sistema o limite de estabilidade antiferromagnética nos diagramas de fase (T,p) e (T,z), para vários valores do parâmetro de frustração (&#945; = JA\JF) e campo magnético. Observamos que certos intervalos de valores de &#945;, o sistema apresenta um comportamento reentrante em baixas temperaturas o que se reflete nas propriedades termodinâmicas.

This work investigates the feasibility of assessing fun from only the computational analysis of facial images captured from low-cost webcams. The study and development was based on a set of videos recorded from the faces of voluntary participants as they played three different popular independent games (horror, action/platform and puzzle). The participants also self-reported on their levels of frustration, immersion and fun in a discrete range [0,4], and answered the reputed Game Experience Questionnaire (GEQ). The faces were found on the videos collected by a face tracking system, developed with existing implementations of the Viola-Jones algorithm for face detection and a variation of the Active Appearance Model (AAM) algorithm for tracking the facial landmarks. Fun was represented in terms of the prototypic emotions and the levels of frustration and immersion. The prototypic emotions were detected with a Support Vector Machine (SVM) trained from existing datasets, and the frustration, immersion and fun levels were detected with a Structured Perceptron trained from the collected data and the self reported levels of each affect, as well as estimations of the gradient of the distance between the face and the camera and the blink rate measured in blinks per minute. The evaluation was supported by a comparison of the self-reported levels of each affect and the answers to GEQ, and performed with measurements of precision and recall obtained in cross-validation tests. The frustration classifier could not obtain a precision above chance, mainly because the collected data didn\'t have enough variability in the reported levels of this affect. The immersion classifier obtained better precision particularly when trained with the estimated blink rate, with a median value of 0.42 and an Interquartile Range (IQR) varying from 0.12 to 0.73. The fun classifier, trained with the detected prototypic emotions and the reported levels of frustration and immersion, obtained the best precision scores, with a median of 0.58 and IQR varying from 0.28 to 0.84. All classifiers suffered from low recall, what was caused by difficulties in the tracking of landmarks and the fact that the emotion classifier was unbalanced due to existing datasets having more samples of neutral and happiness expressions. Nonetheless, a strong indication of the feasibility of assessing fun from recorded videos is in the pattern of variation of the levels predicted. Apart from the frustration classifier, the immersion and the fun classifier were able to predict the increases and decreases of the respective affect levels with an average error margin close to 1. / Este trabalho investiga a viabilidade de medir a diversão apenas a partir da análise computacional de imagens faciais capturadas de webcams de baixo custo. O estudo e desenvolvimento se baseou em vídeos gravados com as faces de voluntários enquanto jogavam três diferentes jogos populares e independentes (horror, ação/plataforma e puzzle). Os participantes também reportaram seus níveis de frustração, imersão e diversão no intervalo discreto [0, 4], e responderam ao renomado Game Experience Questionnaire (GEQ). Faces foram encontradas nos vídeos coletados utilizando um sistema desenvolvido com implementações existentes do algoritmo de Viola-Jones para a detecção da face e uma variação do algoritmo Active Appearance Model (AAM) para o rastreamento das marcas faciais. A diversão foi representada em termos das emoções prototípicas e dos níveis de frustração e imersão. As emoções prototípicas foram detectadas com uma Máquina de Vetores de Suporte (SVM) treinada com bases de dados existentes, e os níveis de frustração, imersão e diversão foram detectados com um Perceptron Estruturado treinado com os dados coletados e os níveis reportados de cada afeto, com o gradiente da distância entre a face e a câmera, e com a taxa de piscadas por minuto. A avaliação foi apoiada pela comparação dos níveis reportados com as respostas ao GEQ, e executada com métricas de precisão e revocação (recall) obtidas em testes de validação cruzada. O classificador de frustração não obteve uma precisão acima de chance, principalmente porque os dados coletados não tiveram variabilidade suficiente nos níveis reportados desse afeto. O classificador de imersão obteve uma precisão melhor particularmente quando treinado com a taxa de piscadas, com uma média de 0.42 e uma Amplitude Interquartil (IQR) entre 0.12 e 0.73. O classificador de diversão, treinado com as emoções prototípicas e os níveis reportados de frustração e imersão, obteve a melhor precisão, com média de 0.58 e IQR entre 0.28 e 0.84. Todos os classificadores sofreram de baixa revocação, causada por dificuldades no rastreamento das marcas faciais e pelo desbalanceamento do classificador de emoções, cujos dados de treinamento continham mais exemplos de expressões neutras e de felicidade. Ainda assim, um forte indicador da viabilidade de medir diversão a partir de vídeos está nos padrões de variação dos níveis previstos. Com exceção da frustração, os classificadores de imersão e de diversão foram capazes de prever os aumentos e reduções dos níveis dos respectivos afetos com uma margem de erro média próxima de 1.

Made available in DSpace on 2015-04-17T15:02:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2155279 bytes, checksum: 53804ac6a554f2d7d98ef250d9777f97 (MD5) Previous issue date: 2014-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The proposal of this dissertation was to make a reflection on religious consumerism is a historical process and is even more present nowadays in one of the most showy scenario Brazilian neo-churches, the UCKG. We analyze the process of symbolic exchanges inside of an event that has the same as flagship of their deals donation campaigns in Exchange for blessings, the Holy Fire of Israel. Furthermore we seek to understand the content and operation of your speeches of prosperity theology, which lined the right the conquest of wealth and material possessions through the sacrifices financial donations made in the name of faith. Our overall objective was: analyzing the testimonies of the faithful participants of campaigns the fire Santa of Israel of the IURD, with lines about the expressions of hope and success in attendance, as well as, the symbolisms expressed in most recurrent reports of the frustrations and disappointments of the participants who have not obtained answers to the sacrifices made by them. For this harvest, through secondary data and the Internet, the speeches of hope while expectations of care of the requests made by the faithful, as well as the frustration and disappointment that the faithful feel when they are not met within in these campaigns. The main theorists that inspired this research were: Lipovetsky (2007 and 2007), Bauman (2008), Baudrillard (1995 and 2000), Eliade (1992), Debord (1997), Kehl (1995) / A proposta desta dissertação foi a de fazer uma reflexão sobre o consumismo religioso que é um processo histórico e que se faz ainda mais presente nos dias de hoje dentro de uma das mais chamativas igrejas do cenário neopentecostal brasileiro, a IURD. Analisamos o processo de trocas simbólicas dentro de um evento que a mesma tem como carro-chefe de suas campanhas de doação de ofertas em troca de bênçãos, a Fogueira Santa de Israel. Além disso, buscamos compreender o conteúdo e funcionamento dos seus discursos da Teologia da Prosperidade, os quais pautados no direito a conquista da riqueza e bens materiais através dos sacrifícios doações financeiras feitos em nome da fé. Nosso objetivo geral foi: Analisar os testemunhos dos fieis participantes das Campanhas da Fogueira Santa de Israel da IURD, com as falas sobre as expressões da esperança e sucesso no atendimento dos mesmos, bem como, os simbolismos expressos nos relatos mais recorrentes das frustrações e decepções dos participantes que não obtiveram respostas aos sacrifícios feitos por eles. Para isso colhemos, através de dados secundários e na Internet, os discursos de esperança enquanto expectativas do atendimento dos pedidos feitos pelos fiéis, bem como os de frustração e decepção que os fiéis sentem quando não são atendidos dentro nessas campanhas. Os principais teóricos que inspiraram esta pesquisa foram: Lipovetsky (2007 e 2007), Bauman (2008), Baudrillard (1995 e 2000), Eliade (1992), Debord (1997), Kehl (1995)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2056393 bytes, checksum: 6c718958e16dde37636b88ed5dbf583f (MD5) Previous issue date: 2012-02-14 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / We study the magnetic excitations in two-dimensional spin ices on square lattices, by means of computer simulations. These materials are artificially produced by lithographic techniques, using ferromegnetic nano-islands arranged in a lattice especially organized in such a way, that, the lattice geometry together with the dipole-dipole interactions lead to an intrinsic frustration of the system. Our analysis, based only on the dipolar interaction between the islands, correctly reproduces the ground state experimentally observed recently. In addition, we verify the emergence of magnetic excitations that behave like magnetic monopoles, carrying isolated magnetic charge. These quasi-particles interact by means of the Coulomb potential plus a linear confining potential, which is attributed to the emergence of string-like excitations, linking the pair of opposite charges. However, we argue that the string has a configurational entropy, so that the string tension may decrease as the temperature is increased and then, free magnetic monopoles should be found in two-dimensional spin ices at a critical temperature. We also study the case where the artificial spin ice is built with missing nano-island (vacancy). For the case with only one vacancy, we found that the defect modify the potential obtained for the normal lattice. The vacancy behaves like a pair of opposite charges, carrying half charge of the usual magnetic monopole excitation. Our calculations show that when the smallest distance between the charges (or the string) is greater than 2a (a is the lattice spacing), the interaction of the string with the defect is negligible. However, for distances smaller than 2a, the string interacts with the defect more appreciable, in a very complicated way, which depends on the shape and size of the string. Our results indicate that, on each vertex where the string passes, there is an additional quadrupole moment and so the field created by the string decays very quickly. / Nós estudamos as excitações magnéticas que surgem nos gelos de spin bidimensionais, por meio de simulações computacionais em redes quadradas. Esses materiais são produzidos artificialmente, através de técnicas litográficas utilizando nanopartículas ferromagnéticas arranjadas em uma rede especialmente organizada, de modo que a geometria da rede juntamente com a interação dipolo-dipolo leva a uma frustração intríseca do sistema. A análise, baseada somente na interação dipolar entre as nanoilhas, reproduz corretamente o estado fundamental recentemente observado experimentalmente. Foi verificado a emergência de excitações magnéticas que se comportam como monopolo magnético, carregando carga magnética isolada. Essas quasi-partículas interagem via potencial coulombiano adicionado a um potencial confinante linear, atribuído ao aparecimento de excitações do tipo corda, que conectam o par monopolo-antimonopolo. Contudo, verificamos que a corda possui uma entropia configuracional, de modo que a tensão da corda pode diminuir à medida em que a temperatura é aumentada, fazendo com que os monopolos magnéticos possam ser encontrados livres nos gelos de spin bidimensionais em uma temperatura crítica. Também estudamos o caso em que o gelo de spin é construído com uma única ilha faltante em uma dada posição da rede. Foi visto que o defeito pertuba o potencial obtido em uma rede normal. A vacância se comporta como um par de cargas opostas carregando metade da carga do monopolo magnético usual. Nossos cálculos mostram que quando a menor distância entre uma carga e a vacância é maior que 2a (a é o espaçamento de rede), a interação entre a corda e o defeito é negligenciável. Contudo, para distâncias menores que 2a, a corda interage mais apreciavelmente com o defeito, de uma forma muito complicada que depende de seu tamanho e forma. Os resultados indicam que em cada vértice por onde a corda passa, existe um momento de quadrupolo magnético adicional, de forma que o campo criado pela corda decai muito rapidamente.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:07:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1372_1.pdf: 1747248 bytes, checksum: 889b2914f28880fe41d421a3d40c7052 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O objetivo desta pesquisa foi identificar, na atuação dos principais atores interessados (stakeholders) no projeto URBE, implementado pelo SEBRAE, a existência de fontes e manifestações de capital social e discutir sua influência na promoção do desenvolvimento local no caso da comunidade Caranguejo Tabaiares. Para tanto, utilizou-se das temáticas do Desenvolvimento Local e do Capital Social, bem como do modelo de identificação dos stakeholders de Mitchel, Agle e Wood (1997), o qual possibilitou definir a amostra composta de treze atores, sendo sete lideranças comunitárias e seis instituições atuantes no território. A metodologia de pesquisa é de natureza qualitativa e adotou-se a estratégia de estudo de caso do projeto URBE, implementado nesta comunidade durante os anos de 2004 e 2005. Os resultados permitem confirmar a existência de capital social entre os stakeholders do projeto URBE e sua influência positiva no desenvolvimento do mesmo. Porém, a expansão deste capital social se deparou com a acomodação vivida pela comunidade fruto de constantes frustrações de suas expectativas sofridas em intervenções anteriores. Com isso, não se promoveu o desenvolvimento local como preconizado pelo projeto em questão, embora as iniciativas engendradas por ele tenham sido compatíveis com os pressupostos do desenvolvimento local. Identificou-se, em Caranguejo Tabaiares, um rico campo de estudo do capital social, principalmente no que se refere à variação do seu estoque. Futuras pesquisas sobre este tema podem vir a contribuir para potencializar esforços, otimizar recursos, valorizar efeitos positivos e minimizar impactos negativos causados pelas frustrações de expectativas formadas nas intervenções anteriores na comunidade

Orientador: Eduardo Granado Monteiro da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaFlores_AliFrancisco_D.pdf: 13566833 bytes, checksum: e4298b0e0c3ed24044ce44f96adc43dd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesta tese são investigados dois sistemas magneticamente frustrados, a série de compostos isolantes RMn2O5 (R = Eu, Bi, Dy) e o composto intermetálico GdAI3, além do material isolante não frustrado de perovskita dupla Sr2CoUO6. O estudo destes sistemas foi realizado utilizando principalmente a técnica de Espectroscopia Raman e complementado por medidas de susceptibilidade magnética. Para o sistema RMn2O5(R = Eu, Bi, e Dy) apresentamos um estudo dos fônons ópticos de baixa e alta freqüência. Todos os cristais estudados mostraram deslocamentos anômalos nas freqüências dos fônons abaixo de uma nova temperatura característica, T* ~ 60-65 K. O sinal e magnitude dos deslocamentos dos fônons parecem estar correlacionados com o raio iônico de R. Por exemplo, analisando os fônons de alta freqüência, observamos amolecimento dos fônons para R = Bi e um endurecimento para R = Dy, e um comportamento intermediário para R = Eu no intervalo de temperatura entre TC / TN e T*, onde TC e TN são as temperaturas de transição ferrolétrica e antiferromagnética, respectivamente. Já para os fônons de baixa freqüência é observado um amolecimento dos fônons para R = Bi e um endurecimento para R = Eu e Dy na mesma região paramagnética, (TC/TN < T < T* ). Anomalias dos fônons foram também identificadas abaixo de TN ~ 40-43 K, refletindo o início de uma ordem magnética e/ou ferroelétrica de longo alcance da subrede de Mn. Medidas complementares de susceptibilidade magnética dc (x(T)) para o cristal RMn2O5 no intervalo de temperatura entre 2 e 800 K revelaram uma temperatura de Curie-Weiss q CW = -253(3) K, apresentando um grande parâmetro de frustração ( q CW = TN). A curva do inverso de x (T), subtraindo o termo diamagnético, sofre um desvio do comportamento de Curie-Weiss devido a correlações magnéticas abaixo de temperaturas da ordem de ~ qCW . Também, um aspecto interessante é a derivada do inverso da susceptibilidade, a qual mostra pontos de in exfleao a ~ 160 K e ~ T*, sendo esta última, a temperatura abaixo da qual as anomalias dos fônons foram observadas. Estes dados magnéticos dão apoio a nossas interpretações de medidas Raman, onde deslocamentos anômalos de fônons abaixo de T* são associados ao acoplamento spin-fônon, em um cenário de fortes correlações magnéticas. Portanto, nossos resultados sustentam uma frustração magnética significante, introduzindo uma nova temperatura característica T* e sugerindo um comportamento interessante para as correlações magnéticas na fase paramagnética neste sistema RMn2O5 (R = Eu, Bi, e Dy). No material GdAl3 as interações entre o grau de liberdade de spin e os deslocamentos atômicos foram estudadas por meio do espalhamento Raman polarizado em função da temperatura. Neste composto a camada de Gd 4 f 7é esférica, indicando que os efeitos de campo cristalino são de ordem superiores. O estudo do acoplamento spin-rede pode fornecer evidências do mecanismo de troca e o grau de correlações magnéticas neste sistema. Nossas medidas de espalhamento Raman em superfícies frescas mostraram fônons com comportamento de freqüência convencional, enquanto que superfícies crescidas naturalmente e polidas apresentam anomalias na freqüência dos fônons abaixo de uma temperatura característica T** ~ 50 K. Tais anomalias são possivelmente devido a uma modulação da energia magnética pelas vibrações da rede em uma fase paramagnética fortemente correlacionada. Um estado de spin totalmente correlacionado imediatamente acima de TN é deduzido de nossos resultados neste sistema frustrado. Também, sugerimos que o acoplamento spin-fônon em metais pode depender das condições de superfície da amostra devido a que anomalias dos fônons foram observadas só nas amostras de superfícies envelhecidas. Finalmente, para a perovskita dupla Sr2CoUO6, os modos Raman de primeira e alta ordem foram estudos em função da temperatura. Nossos dados de espalhamento Raman revelam a existência de duas temperaturas características, T1 ~ 150 K e T2 ~ 300 K, onde são observados comportamentos não convencionais das intensidades dos espectros Raman e um amolecimento anômalo na freqüência de um fônon de alta freqüência abaixo de T2. Estas anomalias sugerem a possibilidade de transições de fase estruturais e/ou eletrônicas a essas temperaturas características. Baseado nas modificações relevantes dos espectros Raman e o comportamento quase constante das posições dos modos de alta ordem com a temperatura, sugerimos uma contribuição do mecanismo Franck-Condon neste sistema / Abstract: In this thesis we present an investigation of two magnetically frustrated systems, namely the RMn2O5 series (R = Eu, Bi, Dy) and the intermetallic compound GdAl3, in addition to the double perovskite compound Sr2CoUO 6. These systems were studied mainly using the Raman spectroscopy technique and complemented with magnetic susceptibility measurements. For the system RMn2O5 (R = Bi, Eu, and Dy), we present a study of the low- and high-frequency optical phonons. All studied materials show anomalous phonon shifts below a new characteristic temperature, T*~ 60-65 K. The sign and magnitude of such shifts appear to be correlated with the ionic radius of R. For instance, the high-energy phonons evolve from softenings for R = Bi to hardenings for R = Dy, and show an intermediary behavior for R = Eu in the temperature range between TC/TN and T*. On the other hand, the low-frequency anomalous phonon behaviors show softenings for R = Bi and hardening for R = Eu and Dy in the same paramagnetic range ( TC/TN < T < T*). Additional phonon anomalies were identified below ~ TN ~ 40-43 K, re ecting the onset of long-range ferroelectric and/or magnetic order of the Mn sublattice. Complementary dc-magnetic susceptibility [x(T)] measurements for BiMn2O5 up to 800 K yield a Curie-Weiss temperature q CW = -253(3) K, revealing a fairly large frustration ratio ( q CW / TN). Deviations of the inverse magnetic suceptibility, substracting the diamagnetic term, from a Curie-Weiss paramagnetic behavior due to magnetic correlations were observed below temperatures of the order of q CW . An interesting feature is the derivative of the inverse susceptibility, which shows in ection points at ~ 160 K and ~ T*. Supported by x(T) data, the anomalous Raman phonons shifts below T* are interpreted in terms of the spin-phonon coupling, in a scenario of strong magnetic correlations. Overall, these results support significant magnetic frustration, introducing a new characteristic temperature ( T*), and suggest a surprinsingly rich behavior for the magnetic correlations in the paramagnetic phase in this system. In GdAl3, the interaction among the spin degree of freedom and the atomic displacements were investigated by means of polarized Raman scattering. In this compound the Gd 4 f 7 shell is spherical, indicating that the crystal field e ect can be neglected. The spin-lattice coupling provide a fingerprint of the exchange mechanism and degree of magnetic correlations in this system. Raman scattering in fresh broken surfaces shows phonons with conventional frequency behavior, while naturally grown and polished surfaces present frequency anomalies below a characteristic temperature T** ~ 50 K. Such anomalies are possibly due to a modulation of the magnetic energy by the lattice vibrations in a strongly spin-correlated paramagnetic phase. A fully spin-correlated state inmediately above TN is inferred from our results in this frustrated system. Also, we suggest that the spin-phonon coupling in metals may depend in the surface conditions due to phonon anomalies were observed only in old-surface samples. Finally, for the Sr2CoUO6 double perovskite, the first- and higher-order Raman modes were studied as a function of temperature. Our Raman scattering results revealed the existence of two characteristic temperatures, T1 ~ 150 K e T2 ~ 300 K, where we observed unconvencional intensity behaviors of the Raman spectra and an anomalous softening of a particular high-energy mode below T2. These anomalies suggest structural and/or electronic phase transitions at such characteristic temperatures. Based on relevant modifications of the Raman spectra and the near-constant position behavior with temperature, we suggest a contribution of the Franck-Condon mechanism in this system / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5202.pdf: 3904832 bytes, checksum: c623a581c3cdb03d9cc81fc16ecef935 (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / This thesis presents a study of the magnetization plateau and the phenomenon of geometrical frustration in spin systems applied to lattices with triangular structure, as well as the results achieved by applying the differential operator technique of the Ising and Heisenberg models with external magnetic field applied to the easy magnetization axis z, their phase diagrams, behavior plateaus observed and analyzed according to the Haldane conjecture and appearance of plateaus presented by Oshikawa, Yamanaka and Affleck, and also to study the behavior of the magnetic susceptibility in order to verify the behavior of frustrated systems using the frustration factor f= &#952;WC/TN to verify frustration encountered at various stages of the study models / Este trabalho apresenta um estudo da magnetização de platô e do fenômeno de frustração geométrica em sistemas de spins, aplicados às redes com estrutura triangular, bem como os resultados alcançados aplicando-se a técnica do operador diferencial a modelos de Ising e Heisenberg com campo magnético externo aplicado sobre o eixo fácil de magnetização z, seus diagramas de fases e comportamento de platôs observados e analisados segundo a conjectura de Haldane e a condição de aparecimento de platôs apresentada por Oshikawa, Yamanaka e Affleck, e ainda, o estudo do comportamento da susceptibilidade magnética com o objetivo de verificar o comportamento dos sistemas frustrados utilizando-se o fator de frustração f= &#952;WC/TN para verificar a frustração nas diversas fases encontradas ao longo do estudo dos modelos.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-28T14:29:11Z No. of bitstreams: 1 damiaodesousavieirajunior.pdf: 10265456 bytes, checksum: 8b1ceaeb4c4be0e91a46c2d30add7349 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T21:17:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 damiaodesousavieirajunior.pdf: 10265456 bytes, checksum: 8b1ceaeb4c4be0e91a46c2d30add7349 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T21:17:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 damiaodesousavieirajunior.pdf: 10265456 bytes, checksum: 8b1ceaeb4c4be0e91a46c2d30add7349 (MD5) Previous issue date: 2016-02-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O contínuo desenvolvimento das técnicas de fabricação de estruturas em escala nanométrica, com considerável precisão e reprodutibilidade, tem permitido e estimulado a investigação científica em torno das propriedades básicas e novas aplicações tecnológicas desses sistemas. Especialmente a partir dos anos 90, é crescente o interesse da comunidade científica no comportamento de sistemas magnéticos nano-estruturados. Nestes, a quebra da simetria espacial devido às pequenas dimensões faz com que exibam comportamentos completamente distintos dos observados em amostras macroscópicas. A anisotropia de forma resultante das interações clássicas entre os dipolos magnéticos permite a formação de estruturas magnéticas exóticas em nanomagnetos como vórtices, skyrmions, paredes de domínio individuais e, até mesmo, excitações topológicas similares a monopolos magnéticos. A compreensão e controle do comportamento magnético estático e dinâmico dessas estruturas é fundamental para o desenvolvimento de novos dispositivos tecnológicos baseados em spintrônica. Neste trabalho foram estudadas nanopartículas planares, alongadas na forma elíptica, de material ferromagnético macio, especificamente o Permalloy-79. Tais nanopartículas tem atraído atenção devido ao seu potencial de aplicação prática no desenvolvimento de novos sensores, dispositivos de lógica, mídias de armazenamento de dados de alta densidade e dispositivos MRAM (Magnetic Random Access Memory). Pelo viés do interesse científico básico, tais nano-ilhas ferromagnéticas são a unidade fundamental em arranjos magnéticos bidimensionais geometricamente frustrados, como sistemas de gelo de spin artificiais. Nestes sistemas o arranjo geométrico das ilhas quebra a degenerescência do estado fundamental da rede, caracterizando um estado de frustração geométrica que permite excitações de comportamento análogo ao de monopólos magnéticos. Sob tais aspectos, é essencial caracterizar as configurações magnéticas no estado fundamental e os processos de reversão da magnetização em nanopartículas individuais. A forma elíptica planar gera uma forte anisotropia magnética, definindo duas configurações fundamentais para a magnetização do estado fundamental das nanopartículas: o estado de vórtice ou o estado alinhado ao longo do maior eixo — estado tipo C. A partir de uma razão de aspecto limite, a magnetização do estado fundamental é confinada no plano e ao longo do eixo maior de cada nano ilha, definindo um nanomagneto monodomínio com dois estados degenerados de magnetização, útil às aplicações previamente descritas. Partindo desse intuito estudamos inicialmente, através de simulação por dinâmica de spin, a competição entre os estados de vórtice e os estados alinhados tipo C como uma função da forma de cada nano-ilha elíptica, construindo um diagrama de fases de estados vórtice - tipo C. Cada nanopartícula magnética é modelada por momentos magnéticos que interagem via interação de troca entre primeiros vizinhos e por interação dipolar clássica de longo alcance. Nossos resultados mostram que é possível fabricar nano-ilhas alongadas com estado fundamental alinhado tipo C em razões de aspecto menores que dois. Este é um resultado interessante do ponto de vista tecnológico, pois permite usar ilhas menores que as atuais em pesquisas com gelos de spin e MRAM. Geralmente, os arranjos experimentais são feitos com nanopartículas de razão de aspecto próximas a três para garantir o estado fundamental alinhado da magnetização. Acrescentando ao modelo um termo de interação Zeeman com um campo magnético externo, estudamos o comportamento da reversão da magnetização nas nanopartículas. Consideramos espessuras diferentes e duas razões de aspecto distintas: uma do tamanho experimental usual e outra menor proposta a partir de nossos resultados. Aplicando campo magnético senoidal em diferentes frequências e em direções distintas no plano das nanoilhas, observou-se a dependência dos processos de reversão em função da espessura das partículas e com a direção e frequência do campo aplicado. Os resultados permitem traçar linhas gerais acerca do comportamento da reversão da magnetização nas nanopartículas individuais sob campo magnético externo. Evidentemente para o desenvolvimento das possíveis aplicações tecnológicas, inclusive o controle de excitações como monopólos magnéticos em gelos de spin, é crucial entender os processos ultra rápidos de reversão da magnetização, o que envolve a aplicação de campo externo de alta frequência em direções cuidadosamente definidas. Com esse objetivo, também estudamos a reversão da magnetização nas nano-ilhas por pulsos curtos de campo magnético (da ordem de nanosegundos) aplicados em diferentes direções. Observamos uma forte dependência da coerência da reversão da magnetização com a direção do campo aplicado e uma significante diferença na dependência angular da coercividade em relação ao observado em trabalhos prévios para campos aplicados na condição quase-estática. Finalmente, baseado em nossos resultados, propomos um método para o controle da reversão coerente da magnetização de nanopartículas individuais em matrizes quadradas de gelos de spin artificiais. Acreditamos que nossos resultados poderão ser úteis no desenvolvimento ulterior de arranjos magnéticos artificiais geometricamente frustrados e no controle das excitações topológicas destes sistemas. / The continuous development of structures fabrication techniques at the nanometer scale with considerable precision and reproducibility has allowed and encouraged scientific research around the basic properties and new technological applications of these systems. Especially from the 90's, there is growing interest of the scientific community in the behavior of nanostructured magnetic systems. In these, the breaking of spatial symmetry due to small dimensionality causes quite different behaviors from those observed in the bulk. The resulting shape anisotropy of the classical interaction between magnetic dipoles allows the formation of exotic magnetic structures in nanomagnets as vortices, skyrmions, single domain walls and even topological excitations similar to magnetic monopoles. The understanding and control of static and dynamic magnetic behavior of these structures is essential for the development of new technological devices based on spintronics. In this work we studied planar elongated nanoparticles in the elliptical shape of soft ferromagnetic material, specifically the Permalloy-79. Such nanoparticles have attracted attention because of their potential to practical application in the development of new sensors, logic devices, high density data storage media and MRAM (Magnetic Random Access Memory) devices. By the bias of basic scientific interest, such ferromagnetic nano-islands are the fundamental unit in two-dimensional magnetic arrangements geometrically frustrated as artificial spin ice systems. In these systems, the geometric arrangement of islands break the degeneracy of the network ground state featuring a state of geometrical frustration that allows excitations with analogous behavior of magnetic monopoles. Under these aspects, it is essential to characterize the magnetic configurations in the ground state and the magnetization reversal processes in individual nanoparticles. The elliptical planar shape generates a strong magnetic anisotropy which defines two basic configurations for the magnetization of the ground state of the nanoparticles: the vortex state or the aligned state along the major axis - type C state. As from an aspect ratio limit value, the magnetization of the ground state is confined in the plane and along the major axis of each nano-island defining mono-domain nanomagnet with two degenerate states of magnetization, useful for the applications previously described. Starting from this purpose we study initially, through simulation by spin dynamics, the competition between the vortex states and aligned type C states as a function of the shape of each elliptical nano-island to build a states diagram. Each magnetic nanoparticle is modeled by magnetic moments that interact by exchange interaction between nearest neighbors and by the classical long-range dipolar interaction. Our theoretical results indicate the possibility to manufacture elongated nano-islands with ground state like aligned C state for aspect ratios less than two. This is an interesting result from the technological point of view because it will be possible to use smaller islands in researches on spin ice and MRAM. Generally, the experimental arrangements are made with nanoparticles of aspect ratio close to three to ensure aligned magnetization in the ground state. Adding to the model a Zeeman interaction term between the magnetic moments and an external magnetic field we study the behavior of the magnetization reversal in nanoparticles. We consider different thickness and two different aspect ratios: one in the usual experimental size and a smaller proposed from our results. Applying sinusoidal magnetic field at different frequencies along the anisotropy axis in directions of ten and forty-five degrees from this, we observed the dependence of the reversal processes on the thickness of the particles and with the direction and frequency of the applied field. The results allow to establish general guidelines about the magnetization reversal behavior of the individual nanoparticles under external magnetic field. Evidently, for the development of possible technological applications, including the control of excitation like magnetic monopoles in spin ice, it is crucial to understand the ultrafast magnetization reversal processes which involves the application of high frequency magnetic fields in carefully defined directions. With this aim, we also studied the magnetization reversal of the nano-islands by short pulses of magnetic field (of the nanosecond order) applied in different directions. We observed a strong dependence on the coherence of the magnetization reversal with the direction of the applied field and a significant difference in the angular dependence of the coercivity compared to those seen in previous studies with applied magnetic fields in quasistatic conditions. Finally, based on our results we propose a method for the control of the coherent magnetization reversal of individual nanoparticles in square artificial spin ice arrays. We believe that our results may be useful in further developments of geometrically frustrated magnetic artificial arrangements and in the control of the topological excitations of these systems.