Propriedades magnéticas e termodinâmicas de um modelo triangular de spin heisenberg para a molécula Cu3(OH)

Carregando...
Imagem de Miniatura

Notas

Coorientadores

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Federal de Lavras

Faculdade, Instituto ou Escola

Departamento

Departamento de Física

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-graduação em Física

Agência de fomento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tipo de impacto

Áreas Temáticas da Extenção

Objetivos do desesenvolvimento sustentável

Dados abertos

Resumo

O magnetismo é um dos campos de pesquisa mais importantes na Física Estatística e Física da Matéria Condensada, o qual atrai a atenção de diversos físicos teóricos e experimentais. Com o propósito de compreender as origens microscópicas das propriedades magnéticas, descobrir novos fenômenos e novos materiais para o desenvolvimento de uma vasta diversidade de aplicações tecnológicas, esse trabalho apresenta um estudo de sistemas de spins de baixa dimensionalidade (modelos que descrevem com precisão uma classe de materiais magnéticos) para investigar as propriedades termodinâmicas e magnéticas de uma estrutura triangular composta por spin-1/2 Heisenberg que aborda características da molécula magnética Cu3(OH). A investigação ocorreu através da diagonalização exata e análise do espectro de energia e dos diagramas de fase do estado fundamental. Posteriormente, determinamos a função de partição do modelo e, através dela, definimos as propriedades termodinâmicas e magnéticas do sistema, entre as quais magnetização, suscetibilidade, entropia, calor específico e efeito magnetocalórico. O modelo apresenta fase ferromagnética e ferrimagnética, além de apresentar degenerescência para alguns conjuntos de parâmetros, devido essa degenerescência o modelo apresenta entropia residual. O sistema possui magnetização diferente de zero em T = 0 e dois platôs de magnetização devido à configuração dos spins. Encontramos picos duplos na curva do calor específico indicando a competição entre os níveis de energia. Identificamos a presença de curvas isentrópicas em campo nulo e na região próxima do campo crítico, onde ocorre a transição de fases.

Abstract

Magnetism is one of the most important research fields in Statistical Physics and Condensed Matter Physics, which attracts the attention of many theoretical and experimental physicists. In order to understand the microscopic origins of magnetic properties, discover new phenomena and new materials for the development of a wide variety of technological applications, this work presents a study of low-dimensional spin systems (models that accurately describe a class of magnetic materials) to investigate the thermodynamic and magnetic properties of a triangular structure composed of spin-1/2 Heisenberg that addresses characteristics of the magnetic molecule Cu3(OH). The investigation took place through exact diagonalization and analysis of the energy spectrum and ground state phase diagrams. Subsequently, we determine the model’s partition function and, through it, define the thermodynamic and magnetic properties of the system, including magnetization, susceptibility, entropy, specific heat and magnetocaloric effect. The model presents ferromagnetic and ferrimagnetic phases, in addition to presenting degeneracy for some sets of parameters, due to this degeneracy the model presents residual entropy. The system has non-zero magnetization at T = 0 and two magnetization plateaus due to the configuration of the spins. We found double peaks in the specific heat curve indicating competition between energy levels. We identified the presence of isentropic curves in the null field and in the region close to the critical field, where the phase transition occurs.

Descrição

Área de concentração

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

SILVA, R. A. Propriedades magnéticas e termodinâmicas de um modelo triangular de spin heisenberg para a molécula Cu3(OH). 2023. 68 p. Dissertação (Mestrado em Física)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Link externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por

Licença Creative Commons

Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como acesso aberto