Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Silva, Cintia Fernandes da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
BR
Física
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Física
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9243
Resumo: This work analyzes a spin glass (SG) model with cluster in two versions: a classic version with Ising spins and in a fermionic version with spin operators. In this model, the basic entities are correlated clusters that interact each other disorderedly (intercluster interaction). It is also considered short-range interactions among spins belonging to the same cluster (intracluster interaction), which can be ferromagnetic (FE) or antiferro- magnetic (AF). Disordered intercluster interactions are analytically calculated by using the framework of Parisi one-step replica symmetry breaking. After this treatment, we get an effective single cluster model solved by exact diagonalization. The fermionic version of the model can introduce quantum fluctuations by means of a transverse magnetic field Γ. As a result, the linear susceptibility χ has a cusp at the transition temperature Tf and the specific heat Cv has a broad maximum at temperature T* about 20% above Tf . However, for Γ sufficiently high, this difference is greater. This behavior is observed by some authors for the compound LiHoxY1-xF4 at low concentration. Furthermore, the fermionic SG model with cluster in the grand canonical ensemble (where the chemical potential μ introduces charge fluctuations) is used to investigate the mechanisms responsible for the inverse freezing (IF). In this analysis, for a certain region of μ, a reentrance related to the inverse freezing arises. However, the increase of the FE intracluster interactions J0 can take the tricritical point to lower T, introducing a second-order IF transition. On the other hand, the Γ destroys gradually the inverse freezing. The necessary mechanisms for the emergence of inverse freezing transition are also studied using the cluster SG model in a classic version with Ising spins. This study is firstly conducted considering only firstneighbors intracluster interactions AF and in a second moment considering intracluster interactions among second neighbors, where it is possible to introduce intracluster geometrical frustration. The presence of antiferromagnetic intracluster interactions decreases the total magnetic moment of the clusters, leading to a PM phase with low entropy, favoring the appearance of inverse freezing. Moreover, the presence of geometrical frustration is contrary to the emergence of inverse freezing.
id UFSM_086f99cf8495b5d3270df3886b1c7f74
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/9243
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com ClustersInverse freezing in a cluster spin glass modelVidro de spinClusterCongelamento inversoSpin glassClusterInverse freezingCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAThis work analyzes a spin glass (SG) model with cluster in two versions: a classic version with Ising spins and in a fermionic version with spin operators. In this model, the basic entities are correlated clusters that interact each other disorderedly (intercluster interaction). It is also considered short-range interactions among spins belonging to the same cluster (intracluster interaction), which can be ferromagnetic (FE) or antiferro- magnetic (AF). Disordered intercluster interactions are analytically calculated by using the framework of Parisi one-step replica symmetry breaking. After this treatment, we get an effective single cluster model solved by exact diagonalization. The fermionic version of the model can introduce quantum fluctuations by means of a transverse magnetic field Γ. As a result, the linear susceptibility χ has a cusp at the transition temperature Tf and the specific heat Cv has a broad maximum at temperature T* about 20% above Tf . However, for Γ sufficiently high, this difference is greater. This behavior is observed by some authors for the compound LiHoxY1-xF4 at low concentration. Furthermore, the fermionic SG model with cluster in the grand canonical ensemble (where the chemical potential μ introduces charge fluctuations) is used to investigate the mechanisms responsible for the inverse freezing (IF). In this analysis, for a certain region of μ, a reentrance related to the inverse freezing arises. However, the increase of the FE intracluster interactions J0 can take the tricritical point to lower T, introducing a second-order IF transition. On the other hand, the Γ destroys gradually the inverse freezing. The necessary mechanisms for the emergence of inverse freezing transition are also studied using the cluster SG model in a classic version with Ising spins. This study is firstly conducted considering only firstneighbors intracluster interactions AF and in a second moment considering intracluster interactions among second neighbors, where it is possible to introduce intracluster geometrical frustration. The presence of antiferromagnetic intracluster interactions decreases the total magnetic moment of the clusters, leading to a PM phase with low entropy, favoring the appearance of inverse freezing. Moreover, the presence of geometrical frustration is contrary to the emergence of inverse freezing.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoEste trabalho analisa um modelo de vidro de spin (VS) com clusters em duasversões: uma versão clássica com spins de Ising e uma versão fermiônica com operadores de spins. Neste modelo, as entidades básicas são clusters correlacionados que interagem entre si de modo desordenado (interação intercluster). Considera-se também interações de curto-alcance entre momentos magnéticos pertencentes ao mesmo cluster (interação intracluster), que podem ser ferromagnéticas (FE) ou antiferromagnéticas (AF). As interações desordenadas intercluster são calculadas analiticamente através do método das réplicas com aproximação de um passo de quebra de simetria de réplicas. Após o tratamento, chega-se a um modelo efetivo de um único cluster resolvido por diagonalização exata. A versão fermiônica do modelo pode introduzir flutuações quânticas por meio de um campo magnético transverso Γ. Como resultados, a curva da susceptibilidade magnéticaΓ em função da temperatura T apresenta um pico agudo na temperatura de transição Tf e a curva do calor específico Cv em função de T apresenta um máximo arredondado à temperatura T* cerca de 20% acima de Tf . Porém, para um Γ suficientemente alto, esta diferença é muito maior, comportamento que é observado por alguns autores para o composto LiHoxY1-xF4 a baixas concentrações. Além disso, o modelo VS fermiônico com clusters no ensemble grão-canônico (onde o potencial químico μ introduz flutuações de carga) é usado para investigar os mecanismos responsáveis pelo congelamento inverso. Nesta análise, para uma certa região de μ, uma reentrância relacionada ao congelamento inverso surge. Entretanto, o aumento das interações FE intracluster J0 pode levar o ponto tricrítico para valores de T mais baixos, fazendo com que uma transição reentrante de segunda-ordem apareça. Por outro lado, o efeito de Γ é destruir o congelamento inverso gradativamente. Os mecanismos necessários para o surgimento da transição congelamento inverso também são estudados através do modelo de VS com clusters em uma versão clássica utilizando spins de Ising. Este estudo é realizado primeiramente considerando somente primeiros vizinhos intracluster AF e em um segundo momento considerando interações intracluster entre primeiros e segundos vizinhos, onde é possível introduzir frustração geométrica intracluster. A presença de interações antiferromagnéticas intracluster diminui o momento magnético total dos clusters, levando a uma fase PM de baixa entropia, favorecendo o aparecimento de congelamento inverso. Por outro lado, a presença de frustração geométrica é contrária ao surgimento de congelamento inverso.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaZimmer, Fábio Mallmannhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775428P9Mombach, Jose Carlos Merinohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784663P5Lazo, Matheus Jatkoskehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4773953Z6Baierle, Rogério Joséhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3Magalhães, Sergio Garciahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785970P0Silva, Cintia Fernandes da2017-05-042017-05-042014-08-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfSILVA, Cintia Fernandes da. Inverse freezing in a cluster spin glass model. 2014. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9243ark:/26339/001300000cchxporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-11-20T13:09:11Zoai:repositorio.ufsm.br:1/9243Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2023-11-20T13:09:11Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
Inverse freezing in a cluster spin glass model
title Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
spellingShingle Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
Silva, Cintia Fernandes da
Vidro de spin
Cluster
Congelamento inverso
Spin glass
Cluster
Inverse freezing
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
title_full Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
title_fullStr Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
title_full_unstemmed Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
title_sort Congelamento inverso em um modelo de vidro de spin com Clusters
author Silva, Cintia Fernandes da
author_facet Silva, Cintia Fernandes da
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Zimmer, Fábio Mallmann
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775428P9
Mombach, Jose Carlos Merino
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784663P5
Lazo, Matheus Jatkoske
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4773953Z6
Baierle, Rogério José
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3
Magalhães, Sergio Garcia
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785970P0
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Cintia Fernandes da
dc.subject.por.fl_str_mv Vidro de spin
Cluster
Congelamento inverso
Spin glass
Cluster
Inverse freezing
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
topic Vidro de spin
Cluster
Congelamento inverso
Spin glass
Cluster
Inverse freezing
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description This work analyzes a spin glass (SG) model with cluster in two versions: a classic version with Ising spins and in a fermionic version with spin operators. In this model, the basic entities are correlated clusters that interact each other disorderedly (intercluster interaction). It is also considered short-range interactions among spins belonging to the same cluster (intracluster interaction), which can be ferromagnetic (FE) or antiferro- magnetic (AF). Disordered intercluster interactions are analytically calculated by using the framework of Parisi one-step replica symmetry breaking. After this treatment, we get an effective single cluster model solved by exact diagonalization. The fermionic version of the model can introduce quantum fluctuations by means of a transverse magnetic field Γ. As a result, the linear susceptibility χ has a cusp at the transition temperature Tf and the specific heat Cv has a broad maximum at temperature T* about 20% above Tf . However, for Γ sufficiently high, this difference is greater. This behavior is observed by some authors for the compound LiHoxY1-xF4 at low concentration. Furthermore, the fermionic SG model with cluster in the grand canonical ensemble (where the chemical potential μ introduces charge fluctuations) is used to investigate the mechanisms responsible for the inverse freezing (IF). In this analysis, for a certain region of μ, a reentrance related to the inverse freezing arises. However, the increase of the FE intracluster interactions J0 can take the tricritical point to lower T, introducing a second-order IF transition. On the other hand, the Γ destroys gradually the inverse freezing. The necessary mechanisms for the emergence of inverse freezing transition are also studied using the cluster SG model in a classic version with Ising spins. This study is firstly conducted considering only firstneighbors intracluster interactions AF and in a second moment considering intracluster interactions among second neighbors, where it is possible to introduce intracluster geometrical frustration. The presence of antiferromagnetic intracluster interactions decreases the total magnetic moment of the clusters, leading to a PM phase with low entropy, favoring the appearance of inverse freezing. Moreover, the presence of geometrical frustration is contrary to the emergence of inverse freezing.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-08-29
2017-05-04
2017-05-04
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Cintia Fernandes da. Inverse freezing in a cluster spin glass model. 2014. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9243
dc.identifier.dark.fl_str_mv ark:/26339/001300000cchx
identifier_str_mv SILVA, Cintia Fernandes da. Inverse freezing in a cluster spin glass model. 2014. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.
ark:/26339/001300000cchx
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9243
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Física
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Física
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Física
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.br
_version_ 1847153382211452928