Nona Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Efeitos de desordem em certos magnetos frustrados

Não agendado

20m

Mestrado

Palestrante

Sr. Michel Marcos Jordão Miranda (Institutio de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo)

Descrição

Magnetos frustrados possuem o estado fundamental altamente degenerado. Em alguns casos, flutuações térmicas ou quânticas levantam essa degenerescência selecionando estados específicos; um mecanismo conhecido por “ordem por desordem”. (1-2) Um exemplo paradigmático onde esse fenômeno ocorre é o modelo de Heisenberg clássico em uma rede quadrada com acoplamento de primeiros ($J_1$) e de segundos ($J_2$) vizinhos. No regime onde $J_2 > |J_1|/2$, surpreendentemente, o estado fundamental do sistema independe de $J_1$ resultando em duas subredes desacopladas. Consequentemente, o estado fundamental é altamente degenerado com o ângulo entre as duas subredes parametrizando a sua degenerescência. Flutuações térmicas e quânticas levantam essa degenerescência escolhendo um estado em que as subredes se ordenam colinearmente entre si. (1-2) Entretanto, a presença de impurezas pode alterar como a degenerescência é levantada. No caso de vacâncias, o ordenamento anti-colinear entre as subredes é favorecido, dando origem a uma competição entre os mecanismos de ordem por desordem térmica e/ou quântica com o mecanismo de ordem por desordem induzido por vacâncias. Aqui, pretendemos estudar os efeitos de outro tipo de impureza: acoplamentos aleatórios que podem ser nucleados pela dopagem de átomos não-magnéticos na rede cristalina. Usando critérios de estabilidade termodinâmica (3), argumentamos que estas impurezas têm um efeito completamente distinto das vacâncias. Ao invés de algum estado com ordenamento entre as subredes ser selecionado, impurezas de acoplamentos aleatórios destroem qualquer ordenamento, mesmo em temperatura nula. Nossos resultados são corroborados com simulações de Monte Carlo onde não encontramos nenhuma assinatura de transição ou ordenamento entre as subredes do sistema.

Referências

1 HENLEY, C. L. Ordering due to disorder in a frustrated vector antiferromagnet. Physical Review Letters, v. 62, n. 17, p. 2056-2059, Apr. 1989.
2 CHANDRA, P.; COLEMAN, P.; LARKIN, A. I. Ising transition in frustrated Heisenberg models. Physical Review Letters, v. 64, n. 1, p. 88-91, Jan. 1990.
3 IMRY, Y.; MA, S.-k. Random-field instability of the ordered state of continuous symmetry. Physical Review Letters, v. 35, n. 21, p. 1399-1401, Nov. 1975.