Estudos sobre transições de fase e condensação de Bose-Einstein de magnons em compostos orgânicos de Ni, Mn e Fe

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ferreira, Henrique Fabrelli
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: antiferromagnetism; antiferromagnetismo; Bose-Einstein Condensation; Condensação de Bose-Einstein; DTN
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-20052022-082148/

Neste trabalho nós exploramos o comportamento à baixas temperaturas dos compostos metalorgânicos NiCl2-4SC(NH2)2 (DTN), MnCl2-4SC(NH2)2 (DTM), FeCl2-4SC(NH2)2 (DTF) e da versão dopada com Br do DTN, Ni(Cl1-xBrx)2-4SC(NH2)2, através de medidas de magnetização, suscetibilidade magnética e calor específico. Para o DTN, nós estudamos a existência de um comportamento quase-1D subsequente a uma fase 3D ordenada e comparamos nossos resultados com simulações através do método de Monte-Carlo Quântico (QMC). Nós delimitamos a região correspondente ao comportamento quase-1D logo acima da porção do diagrama de fase correspondente à condensação de Bose-Einstein (CBE) de magnons, detectando assim a reminiscência de um regime de líquido de Tomonaga-Luttinger relacionado a cadeias magnéticas de DTN fracamente interagentes. Além disso nós estendemos nossos estudos para temperaturas mais altas, onde as interações entre os spins se tornam desprezíveis. Isso nos permitiu verificar algumas discrepâncias no valor do parâmetro D da anisotropia de íon único. Em relação ao composto DTM, nossas medidas de calor específico mostraram a existência de duas transições de fase antiferromagnéticas para temperaturas tão baixas quanto 60 mK e campos magnéticos de até 1.4 T e nós discutimos hipóteses para tal fenômeno. Para o DTF, nossos resultados não mostram a existência de um ordenamento magnético para temperaturas tão baixas quanto 100 mK, o que faz desse composto um candidato para frustração magnética. Nós também sintetizamos amostras de DTN dopadas com Br com diferentes concentrações de dopante e realizamos medidas de suscetibilidade magnética, construindo o diagrama de fase em função da temperatura e campos magnéticos críticos com a porcentagem do dopante Br nas amostras. A partir desses resultados nós estudamos a influência da concentração de Br nas amostras. Finalmente nós apresentamos resultados preliminares acerca da influência da pressão em medidas magnéticas no DTN. A partir dos nossos resultados experimentais, combinados com teoria de campo médio, nós estimamos a pressão crítica pc necessária para fechar o gap de energia e, consequentemente, promover uma transição de fase induzida por pressão.