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Efeito de campos magnéticos aleatórios na rede de Ising triangular frustrada
dc.creator | Silva, Mateus Barcellos da | |
dc.date.accessioned | 2025-02-18T23:39:22Z | |
dc.date.available | 2025-02-18T23:39:22Z | |
dc.date.issued | 2024-12-06 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Mateus Barcellos da . Efeito de campos magnéticos aleatórios na rede de Ising triangular frustrada. 2024. 104 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/15009 | |
dc.description.abstract | This dissertation aims to investigate the phenomenon of magnetization plateaus in the twodimensional triangular lattice antiferromagnetic Ising model, with emphasis on the combined effect of random and uniform magnetic fields. While the Ising model under a uniform magnetic field already predicts the existence of a plateau in the magnetization curve, we extend the analysis to consider the possible effects of random magnetic fields that mimic the effects of impurities acting locally on the lattice sites. The central question guiding this study is: to what extent can the randomness of local magnetic fields induce the emergence of new plateaus, modify existing ones, or, conversely, suppress the formation of these plateaus? To answer this question, we adopted a methodology based on the exact enumeration of the partition function for clusters of different lattice sizes (3, 6, 9, and 15 sites) and on the cluster mean-field approximation. The random magnetic fields were modeled using two discrete and symmetric probability distributions: the bimodal and the trimodal, chosen for their simplicity and analytical feasibility. We analyzed the fundamental magnetic properties, such as magnetization, magnetic susceptibility, and magnetic entropy, under the simultaneous influence of random magnetic fields and a uniform magnetic field. The results indicate that the disorder introduced by random magnetic fields can indeed contribute to the emergence of additional plateaus in the magnetization, fragmenting the existing plateaus. We observed that the number and position of these plateaus depend on both the probability distribution of the random fields and their intensity. Furthermore, we verified that the disorder significantly affects the thermodynamic quantities studied, particularly the magnetic entropy, which exhibited local maxima in the critical region of the plateaus. These findings suggest that random magnetic fields can be used as a mechanism for plateau fragmentation in magnetization, shedding light on the understanding of the combined effects of geometric frustration and disorder in the studied system. These results are promising for future studies, including extensions to the magnetocaloric effect, which, in the critical field region of the plateaus, exhibits local maxima in magnetic entropy, as well as for diluted antiferromagnetic systems with non-magnetic ions. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Modelo de Ising antiferromagnético | pt_BR |
dc.subject | Platôs na magnetização | pt_BR |
dc.subject | Campos magnéticos aleatórios | pt_BR |
dc.subject | Rede triangular bidimensional | pt_BR |
dc.title | Efeito de campos magnéticos aleatórios na rede de Ising triangular frustrada | pt_BR |
dc.title.alternative | Effect of random magnetic fields on the frustrated triangular Ising lattice | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/8378195650124276 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-3822-8188 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6328420212181284 | pt_BR |
dc.description.resumo | Esta dissertação tem como objetivo investigar o fenômeno de platôs na magnetização no modelo de Ising antiferromagnético em redes triangulares bidimensionais, com ênfase no efeito combinado de campos magnéticos aleatórios e uniformes. Enquanto o modelo de Ising sob campo magnético uniforme já prevê a existência de um platô na curva de magnetização, estendemos a análise para considerar os possíveis efeitos de campos magnéticos aleatórios que mimetizam efeitos de impurezas que atuam localmente nos sítios da rede. A questão central que orienta este estudo é: até que ponto a aleatoriedade de campos magnéticos locais pode induzir a emergência de novos platôs, modificar os já existentes ou, inversamente, suprimir a formação desses platôs? Para responder a essa pergunta, adotamos uma metodologia baseada na enumeração exata da função de partição para clusters de diferentes tamanhos de rede (3, 6, 9 e 15 sítios) e na aproximação de campo médio com clusters. Os campos magnéticos aleatórios foram modelados utilizando duas distribuições de probabilidade discretas e simétricas: a bimodal e a trimodal, escolhidas por sua simplicidade e viabilidade analítica. Analisamos as propriedades magnéticas fundamentais, tais como magnetização, susceptibilidade magnética e entropia magnética, sob a influência simultânea dos campos magnéticos aleatórios e do campo magnético uniforme. Os resultados indicam que a desordem introduzida pelos campos magnéticos aleatórios pode, de fato, contribuir para o surgimento de platôs adicionais na magnetização, fragmentando os platôs já existentes. Observamos que o número e a posição desses platôs dependem tanto da distribuição de probabilidade dos campos aleatórios quanto de sua intensidade. Além disso, verificamos que a desordem afeta significativamente as quantidades termodinâmicas estudadas, em particular a entropia magnética, que apresentou máximos locais na região crítica dos platôs. Esses achados sugerem que os campos magnéticos aleatórios podem ser utilizados como um mecanismo de fragmentação de platôs na magnetização, trazendo luz à compreensão dos efeitos combinados de frustração geométrica e desordem no sistema estudado. Esses resultados são promissores para estudos futuros, incluindo extensões para o efeito magnetocalórico que, na região de campo crítico dos platôs, exibe máximos locais na entropia magnética, bem como para sistemas antiferromagnéticos diluídos com íons não magnéticos. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Zimmer, Fábio Mallmann | |
dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |
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PPGFis: Dissertações e Teses [75]
Abrange as Dissertações e Teses da área de Pós-Graduação em Física