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Transição de fase quântica no modelo J1 − J '1 − J2 antiferromagnético

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Previous issue date: 2009-09-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Over the last 20 years or so much theoretical effort has been expended on the two-dimensional quantum spin-1/2 Heisenberg model with competing nearestneighbor (nn) and next-nearest-neighbor(nnn) antiferromagnetic exchange interactions on square lattice (the ideal J1 − J2 model). The ideal J1 − J2 model consists of a quantum spin-1/2 Heisenberg Hamiltonian with nn interaction J1 running along the side of the diagonal the square lattice and nnn interactions J2 running the diagonal the square lattice. The two interactions (J1 and J2) are equivalent along of all direction. The ground-state phase diagram reveals two ordered phases antiferromagnetc-AF and collinear-CAF for = J2
J1< 1c and > 2c, respectively, and an intermediate quantum paramagnetic (spin-liquid) phase without magnetic long-range order in the region 1c < < 2c. In this work, we will consider the inequivalence nn couplings J1 and J01 = J1 in the two orthogonal spatial lattice dimensions with all the two orthogonal spatial dimensions with all the nnn bonds
across the diagonals to have the same strength J2(J1 −J01 −J1 model). This spatial
anisotropy tends to narrow the critical region and to destroy it completedy at a certain value of the interchain parameter . The Hamiltonian is solved by effective field theory (EFT) in cluster with two spins. We propose a functional for the free energy to obtain the phase diagram in the ( , ) plane. We found a result that there exists a quantum triple point (QTP) with coordinate at ( t 0.50, t 0.52) below which there is a first-order phase transition between the AF and CAF phases, while above this QTP are these two ordered phases separated by the intermediate magnetically disordered phase. The transition between the AF and intermediate phase is of second-order, while between the intermediate and CAF phases is of first-order. / Nos últimos 20 anos a comunidade científica tem estudado bastante o modelo de Heisenberg spin-1/2 com interações de troca antiferromagnéticas entre primeiros e segundos vizinhos na rede quadrada (o modelo J1 − J2) ideal, onde as interações J1 e J2 s˜ao tomadas, respectivamente ao longo dos lados e da diagonal de uma rede quadrada. O diagrama de fase no estado fundamental desse modelo apresenta duas fases ordenadas: antiferromagnética-AF e colinear-CAF para = J2 J1< 1c e > 2c, respectivamente. Enquanto que para valores de intermediários 1c < < 2c temos a fase paramagnética quântica-PQ (liquido-spin). Neste trabalho generalizam os o modelo J1 − J2, considerando a inequivalência dos acoplamentos de primeiros vizinhos J1 e J01 (interações ao longo dos lados da estrutura quadrada), onde eles se relacionam através do parâmetro de competição entre cadeias lineares de spin ( ) da seguinte forma: J01 = J1. O diagrama de fase em T = 0 no plano − do modelo J1 − J01 − J2 na rede quadrada ´e estudada atrav´es da técnica
do operador diferencial via teoria de campo efetivo em aglomerados com N = 2spins. Propomos um funcional para a energia livre como uma expassão em série de potência do parâmetro de ordem (expansão de Landau), e as linhas de transições entre as fases AF-PQ, CAF-PQ e CAF-AF foram obtidas numericamente. As linhas de transi¸c˜ao emergem para um ponto triplo quântico (PTQ) com coordenadas ( t 0.50, t 0.52), que a baixo temos uma transi¸c˜ao direta de fase entre os estados CAF e AF, e acima, existe um estado intermediário desordenado PQ. A transição entre as fases AF e PQ é de segunda ordem quando analisamos o comportamento do parâmetro de ordem, enquanto entre as fases CAF e PQ é de primeira ordem.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/4544
Date01 September 2009
CreatorsSousa, Griffith Mendonça Andrade
ContributorsSousa, José Ricardo de, Adão Neto, Minos
PublisherUniversidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-graduação em Física, UFAM, Brasil, Instituto de Ciências Exatas
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Formatapplication/pdf
Sourcereponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
Relation1842481183590694693, 600

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