Ferrimagnetos quase-unidimensionais frustrados

Abstract

O trabalho consiste no estudo do diagrama de fases da cadeia AB2 frustrada, para temperatura T=0, em função de um campo magnético h e do parâmetro de frustração J. O modelo de Heisenberg associado possui três sítios com spins1 2, A, B1 e B2, por célula unitária e é analisado através do método de diagonalização exata de Lanczos e do Grupo de Renormalização da Matriz Densidade (DMRG, do inglês Density Matrix Renormalization Group). A cadeia AB2 (J =0) exibe estado fundamental ferrimagnético com magnetização m= 1 2 por célula unitária, como previsto pelo teorema de Lieb-Mattis. Para J=0, a fase ferrimagnética persiste até J= Jc1=0,35, apesar do teorema de Lieb-Mattis não ser mais aplicável. Em J= Jc1 o sistema sofre uma transição de fase contínua, caracterizada pela condensação do modo ferromagnético flat da cadeia AB2, com a consequente diminuição da magnetização com o aumento de J. O decréscimo de m na região0,35 < J <0,63 é consequência de um aumento quantizado do número total de singletos, NS, em função de J. Nesta região, os spins dos sítios B encontram-se inclinados em relação à direção da magnetização, caracterizando uma fase canted. Em J≈0,63, ocorre uma trasição para uma fase paramagnética, com m=0 e NS não quantizado, tendendo a um valor constante. Para J→∞ o sistema tende a uma cadeia escada, formada pelos spins dos sítios B, com os spins dos sítios A totalmente livres. Finalmente, estudamos o efeito de um campo magnéticoh no sistema comJ=0. Comportamentos distintos para a curva de magnetização são observados dependendo da fase em que o sistema se encontra parah=0. Porém, em ambos os casos o sistema exibe dois platôs emm= 1 2 e m= 3 2. As transições de fase comJ eh também são estudadas à luz de um modelo clássico e de um modelo de bósons de núcleo duro.