Modelo fermiônico frustrado J1 − J2 com interação de pareamento
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2023-02-24Metadatos
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Os efeitos combinados da frustração magnética e interação de pareamento tipo BCS são
estudados nesta dissertação. Para tal análise, o modelo fermiônico frustrado J1 − J2 com
interação de pareamento foi adotado. Este modelo consiste em um modelo fermiônico
S = 1/2 de Ising, contendo interações de troca de curto alcance, sendo elas de primeiros (J1)
e segundos (J2) vizinhos, apresentando em sequência assinaturas de frustração magnética.
Em adicional, um termo de pareamento tipo BCS entre primeiros vizinhos é incorporado
ao modelo. O modelo é resolvido através da teoria de campo médio em clusters e pelo
método variacional, onde um cluster 2 × 2 é adotado para solução. A metodologia para
obtenção dos resultados constituiu-se no emprego do método de bits para obtenção dos
microestados e no método de diagonalização exata. Primeiramente, foram analisadas as
diferenças do modelo J1 − J2 clássico e fermiônico sem pareamento BCS, a fim de testar a
metodologia empregada. Como resultado, foram observadas mudanças na criticalidade do
modelo, em função do aumento do espaço de fase, uma vez que no formalismo fermiônico,
estados não magnéticos são incluídos. Posteriormente, o modelo é analisado com a presença
de cluster com interação BCS local, mediado pela variável g. Adicionalmente, um diagrama
de fases J2/J1 por T/J1 para diferentes valores de g/J1 e o comportamento das correlações
de spin foram obtidos. Estes resultados mostraram uma forte dependência da região
de maior frustração (J2/J1 → 0,5) com o termo de pareamento BCS. Basicamente,
foram observados pontos tricríticos, um ponto triplo e o aparecimento de uma fase não
magnética no estado fundamental. Por fim, o modelo com pareamento BCS aplicado em
todo o sistema foi analisado; neste contexto, houve o surgimento de novos parâmetros de
ordem que permitiram o mapeamento de uma fase de pares. O principal resultado obtido
foi um diagrama de fases tridimensional, dado em função de J2/J1, g/J1 e T/J1. Este
resultado mostrou o aparecimento de quatro fases: paramagnética, antiferromagnética,
super antiferromagnética e pares. Além disso, o estado não magnético, observado nos
resultados do modelo com formação de pares local no cluster, deu lugar ao estado de pares.
Em suma, pôde ser verificado que a competição nas interações magnéticas favoreceu a
formação de pares, acarretando no surgimento desta fase quântica de pares.