Nesta dissertação estudamos sistemas de spins em redes de baixa dimensionalidade e em temperatura nula, analisando suas transições de fases quânticas. Mais precisamente, estu- damos as propriedades do estado fundamental e as possíveis transições de fase do modelo de Heisenberg quântico antiferromagnético de spin-1/2, com interações entre os primeiros e segundos vizinhos, em diversas redes, e em particular na rede triangular, que é o foco de nosso estudo. Para a obtenção do estado fundamental aproximado, usamos um método variacional em que a rede é particionada num conjunto de plaquetas de sítios. O estado fundamental é escrito como um produto tensorial dos estados das plaquetas. Para a rede triangular, escolhemos um triângulo como uma plaqueta. Quatro fases foram encontra- das: a fase antiferromagnética de Néel, a colinear, a fase de Néel modificada e aquela que denominamos de ligação covalente ressonante. Obtivemos as energias e as magnetizações de subrede em função da razão entre as interações de primeiros e segundos vizinhos. En- tre as fases de Néel e a colinear, podemos observar a fase de ligação covalente ressonante caracterizada como um singleto quanto ao spin de cada plaqueta. / In this thesis we study spin systems in low-dimensional lattices at zero temperature, analyzing their quantum phase transitions. More precisely, we study the properties of the ground state and the possible phase transitions in the antiferromagnetic spin-1/2 quan- tum Heisenberg model with interaction between the first and second neighbors, in several lattices, and in particular in the triangular lattice, which is the focus of our study. To obtain the approximate ground state, we use a variational method in which the lattice is partitioned into a set of plates of sites. The ground state is written as a tensor product of the states of plates. For the triangular lattice, we choose a triangle as a plate. Four phases were found: the antiferromagnetic Néel phase, the collinear, the modified Néel phase and that we call resonating valence bond. We obtained the energy and the magnetization as a function of the ratio of the interactions between the first and second neighbor sites. Between the Néel and collinear phases, we can observe the spin resonating valence bond phase, characterized as a singlet with respect to the spin of each plate.

Nesta dissertação estudamos sistemas de spins em redes de baixa dimensionalidade e em temperatura nula, analisando suas transições de fases quânticas. Mais precisamente, estu- damos as propriedades do estado fundamental e as possíveis transições de fase do modelo de Heisenberg quântico antiferromagnético de spin-1/2, com interações entre os primeiros e segundos vizinhos, em diversas redes, e em particular na rede triangular, que é o foco de nosso estudo. Para a obtenção do estado fundamental aproximado, usamos um método variacional em que a rede é particionada num conjunto de plaquetas de sítios. O estado fundamental é escrito como um produto tensorial dos estados das plaquetas. Para a rede triangular, escolhemos um triângulo como uma plaqueta. Quatro fases foram encontra- das: a fase antiferromagnética de Néel, a colinear, a fase de Néel modificada e aquela que denominamos de ligação covalente ressonante. Obtivemos as energias e as magnetizações de subrede em função da razão entre as interações de primeiros e segundos vizinhos. En- tre as fases de Néel e a colinear, podemos observar a fase de ligação covalente ressonante caracterizada como um singleto quanto ao spin de cada plaqueta. / In this thesis we study spin systems in low-dimensional lattices at zero temperature, analyzing their quantum phase transitions. More precisely, we study the properties of the ground state and the possible phase transitions in the antiferromagnetic spin-1/2 quan- tum Heisenberg model with interaction between the first and second neighbors, in several lattices, and in particular in the triangular lattice, which is the focus of our study. To obtain the approximate ground state, we use a variational method in which the lattice is partitioned into a set of plates of sites. The ground state is written as a tensor product of the states of plates. For the triangular lattice, we choose a triangle as a plate. Four phases were found: the antiferromagnetic Néel phase, the collinear, the modified Néel phase and that we call resonating valence bond. We obtained the energy and the magnetization as a function of the ratio of the interactions between the first and second neighbor sites. Between the Néel and collinear phases, we can observe the spin resonating valence bond phase, characterized as a singlet with respect to the spin of each plate.