Estudo analítico de sistemas de Heisenberg bidimensionais dopados e com acoplamentos anisotrópico e biquadrático

Abstract

No trabalho desenvolvido estudamos alguns modelos magnéticos por meio de duas abordagens diferentes. Nos dois primeiros foi usada a aproximação contínua para o antiferro-magnetismo dada pelo modelo sigma não-linear O(3) (MSNL). Tal modelo é semelhante à teoria de Yang-Mills e possui como soluções configurações de origem topológica, os chamados skyrmions. Inicialmente estudamos como um termoanisotrópico (semelhante À uma anisotropia magnética) influencia nas soluções. Notamos que devido à perturbações quânticas surgem interações nos campo de spin que não existem no nível semi-clássico. No outro trabalho verificamo que a inclusão de uma impureza não magnética cria um potencial do tipo harmônico entre o skyrmion e o defeito. Que leva ao aprisionamento da solução topológica. Tal característica tem se mostrado importante para diversas aplicações em materiais magnéticos. Também estudamos outros dois modelos por meio das transformações bosônicas de Schwinger. Mostramos que devido ao termo de anisotropia para o modelo biquadrático na rede quadrada ocorre a separação entre uma fase ordenada e outra desordenada. Por último, aplicamos a teoria bosônica para o modelo biquadrático na rede hexagonal de honeycomb e fazemos um estudo tanto para T=O quanto baixas temperaturas.

In the work development we have studied magnetic models by two different approaches. In the two first models was used the continuum approximation to anti-ferrogmagnetic givem by O(3) non-linear sigma model (NLSM). This model is similar to the Yang-Mills theory and it is well known that it supports topological configurations as solutions, the so-called skyrmions. Initially we have studied how an anisotropic term (similar to magnetic anisotropy) influences in the solutions. We have noted that quantum perturbations are responsible for spin field interactions that do not exist in a semi-classical limit. In another work, we verified that the inclusion of a non-magnetic impurities creates a harmonic potential interaction between the skyrmion and the defect. The topological solution is restrained by defect and that capture is important to many applications in magnetic devices. We also have studied other two models by Schwinger bosonic transformations. In one of them, it has shown a separation between an ordered and disordered phases to biquadratic model due to an anisotropic term. Finally, we have applied the bosonic therory to biquadratic model in a honeycomb hexagonal lattice to T=O and low temperatures.