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Modelo fermiônico frustrado J1 − J2 com interação de pareamento

dc.creatorKrindges, Arthur
dc.date.accessioned2024-11-19T10:42:14Z
dc.date.available2024-11-19T10:42:14Z
dc.date.issued2023-02-24
dc.identifier.citationKRINDGES, Arthur. Modelo fermiônico frustrado J1 − J2 com interação de pareamento. 2023. 99 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14579
dc.description.abstractThe combined effects of magnetic frustration and BCS-like pairing interaction are studied in this dissertation. For such analysis, the frustrated fermionic model J1 − J2 with pairing interaction was adopted. This model consists of a fermionic model S = 1/2 of Ising, containing short-range exchange interactions, with first (J1) and second (J2) neighbors, presenting magnetic frustration signatures in sequence . In addition, a BCS-type pairing term between first neighbors is incorporated into the model. The model is solved using mean field theory in clusters and by the variational method, where a cluster 2 × 2 is adopted for solution. The methodology for obtaining the results consisted of using the bits method to obtain the microstates and the exact diagonalization method. First, the differences between the classic J1 −J2 model and the fermionic model without BCS pairing were analyzed in order to test the methodology employed. As a result, changes in the criticality of the model were observed, due to the increase in phase space, since in the fermionic formalism, non-magnetic states are included. Subsequently, the model is analyzed with the presence of a cluster with local BCS interaction, mediated by the variable g. Additionally, a phase diagram J2/J1 by T/J1 for different values of g/J1 and the behavior of spin correlations were obtained. These results showed a strong dependence of the region of greatest frustration (J2/J1 → 0,5) with the BCS pairing term. Basically, tricritical points, a triple point and the appearance of a non-magnetic phase in the ground state were observed. Finally, the model with BCS pairing applied throughout the system was analyzed; in this context, there was the emergence of new order parameters that allowed the mapping of a pair phase. The main result obtained was a three-dimensional phase diagram, given as a function of J2/J1, g/J1 and T/J1. This result showed the appearance of four phases: paramagnetic, antiferromagnetic, super antiferromagnetic and pairs. Furthermore, the non-magnetic state, observed in the results of the model with local pair formation in the cluster, gave way to the paired state. In short, it could be verified that the competition in magnetic interactions favored the formation of pairs, resulting in the emergence of this quantum phase of pairs.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectFrustração magnéticapt_BR
dc.subjectPareamentopt_BR
dc.subjectFermiônicopt_BR
dc.titleModelo fermiônico frustrado J1 − J2 com interação de pareamentopt_BR
dc.title.alternativeFrustrated fermionic model J1 − J2 with pairing interactionpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1478-8794pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7124018549581308pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0952-1166pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5382249288401055pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Zimmer, Fábio Mallmann
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6328420212181284pt_BR
dc.description.resumoOs 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.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Morais Junior, Carlos Alberto Vaz de
dc.subject.cnpq1FISICApt_BR


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dissertacao_arthur_krindges.pdf
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