CorrelaÃÃo eletrÃnica e magnetismo em sistemas quase - unidimensionais

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Esta tese consiste no estudo de cadeias quase-unidimensionais ferrimagnÃticas relacionadas a compostos inorgÃnicos tais como os fosfatos A3Cu3(PO4)4 (onde A=Ca, Sr e Pb), bem como ao composto orgÃnico PNNBNO. A modelagem teÃrica à realizada atravÃs dos hamiltonianos de Hubbard, t-J e Heisenberg nas cadeias AB2 e ABC, os quais sÃo investigados em vÃrios regimes de acoplamento e preenchimento da banda. AlÃm disso, tambÃm consideraremos o diagrama de fases da cadeia AB2 de Heisenberg frustrada, relacionada ao composto Cu3(CO3)2(OH)2. Calculamos os estados de baixa energia atravÃs de diagonalizaÃÃo exata (algoritmo de Lanczos) e do grupo de renormalizaÃÃo da matriz de densidade. Inicialmente consideramos as cadeias AB2 e ABC de Hubbard em banda semi-cheia em funÃÃo da repulsÃo coulombiana U. Revelamos numericamente a estrutura ferrimagnÃtica do estado fundamental no limite de Heisenberg e para U pequeno. Em conexÃo com a ordem magnÃtica, ambas as cadeias exibem trÃs modos de onda de spin, os quais foram estudados em detalhe no limite Heisenberg. Um desses modos à antiferromagnÃtico e necessita de uma energia finita para ser excitado. Esta excitaÃÃo massiva à responsÃvel por um platà na curva de magnetizaÃÃo em funÃÃo do campo magnÃtico para ambas as cadeias. Os outros modos sÃo ferromagnÃticos: um deles à o modo de Goldstone, induzido pela quebra espontÃnea da invariÃncia de rotaÃÃo do modelo; enquanto que o outro modo à massivo, com banda razoavelmente estreita no caso da cadeia ABC e banda sem dispersÃo (modo localizado) no caso da cadeia AB2. Em seguida, apresentamos um amplo estudo do modelo de Hubbard na cadeia AB2 dopada, nos regimes de fraco e forte acoplamento (modelo t-J), incluindo o limite U-infinito. Devido à topologia especial de sua cÃlula unitÃria, a cadeia exibe uma grande variedade de fases quando o estado ferrimagnÃtico (n=1) à dopado com buracos (? =1-n). Nos regimes de fraco e forte acoplamento (com U finito) para ? <<1, o estado ferrimagnÃtico (? =0) cede lugar a estados espirais de spin; enquanto que no limite U-infinito, observamos o estado ferromagnÃtico metÃlico de Nagaoka. Aumentando a dopagem, o sistema exibe separaÃÃo de fases antes de atingir um estado RVB (resonating valence bond) de curto alcance com gap de spin e isolante em ? =1/3. Finalmente, para ?>1/3, observamos um âcruzamentoâ (crossover), que antecipa o comportamento lÃquido de Luttinger encontrado para ?>2/3. Finalmente, tratamos o efeito de frustraÃÃo magnÃtica pela inclusÃo de uma interaÃÃo competitiva J2 no modelo de Heisenberg na cadeia AB2. Em particular, observamos que a ordem ferrimagnÃtica à estÃvel para J2<0.34. Para 0.340.44 a fase canted à suprimida em favor de uma fase espiral em ambas as sub-redes

ASSUNTO(S)

modelo de hubbard fisica cadeias quase - unidimensionais ferrimagnÃticas compostos inorgÃnicos ferrimagnetismo

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