00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Aspectos da dinâmica de mágnons não interagentes em cadeias harmônicas ferromagnéticas
Título(s) alternativo(s): Dynamical aspects of non-interacting magons in ferromagnetic harmonic chains
Autor(es): Silva, Denilson de Morais
Primeiro Orientador: Dias, Wandearley da Silva
metadata.dc.contributor.referee1: Lyra, Marcelo Leite
metadata.dc.contributor.referee2: Amorim, Edgard Pacheco Moreira
metadata.dc.contributor.referee3: Coutinho-Filho, Maurício Domingues
Resumo: A dinâmica de mágnons sob influência de modos vibracionais da rede tem sido ativamente estudada nos últimos anos, tanto no contexto teórico e experimental. Neste contexto, apresentamos aqui alguns estudos que levam em consideração a dinâmica de mágnons não interagentes em um sistema ferromagnético cujo acoplamento mágnon-rede é dado pela componente anisotrópica do termo de exchange, que possui uma dependência linear com relação ao espaçamento dos íons referentes ao acoplamento. Antes de apresentar nossos modelos e resultados, apresentamos alguns estudos acerca dos modelos de transporte eletrônico que trazem informações relevantes para a compreensão dos resultados. Nossos resultados são obtidos por meio de algoritmos numéricos para evolução temporal de uma excitação magnética localizada num único íon, um pacote magnônico do tipo delta. Para o primeiro modelo, consideramos o regime em que o sistema ́e governado por uma equa- cão de Schroedinger n ̃ao linear efetiva com um parâmetro χ que descreve a for ça da não linearidade. Neste sistema, que apresenta formações itinerantes tipo-soliton no regime de fraca não linearidade, nós encontramos o ponto crítico de transição para o regime de self-trapping: χc = 1.825. Este ponto crítico pode ser revelado por diferentes quantidades físicas, como função participação, probabilidade de retorno e entropia de Shannon. Em um outro estudo, investigamos a influência de desordem no modelo anterior ao considerarmos flutuações nos termos de exchange. Nossos resultados sugerem o acoplamento mágnon-rede (χ) sendo capaz de enfraquecer a localização induzida pela desordem. Por fim, decidimos investigar de forma mais abrangente como a dinâmica do mágnon pode ser influenciada pelos modos vibracionais da rede. Neste último trabalho, nós estendemos nosso modelo de forma a considerar a dinâmica da rede mais rápida que a dinâmica do mágnon, tendo como parâmetro de controle o (τ ), que descreve a razão entre os tempos característicos do modo magnônico e das perturbações da rede. Diferente dos modelos anteriores, este último modelo envolve a solução de dois conjuntos de equações (mágnon e rede harmônica) acopladas. Nossos resultados apresentam um cenário de formação de polarons. O parâmetro de acoplamento (χ) entre a componente magnética e a vibracional é capaz de induzir uma mudança do regime de polarons itinerantes, existente no regime de fraco acoplamento, para o regime de polaron estacionário. Ao investigarmos a interdependência entre este ponto crítico (χc) e o parâmetro τ, identificamos um valor limite para o χc a medida que a dinâmica da rede se torna muito mais rápida que a dinâmica do mágnon.
Abstract: The dynamics of magons under the influence of vibrational modes of the lattice have been actively studied in recent years, both in the theoretical and experimental context. In this context, we present here some studies that take into account the dynamics of noninteracting magnons in a ferromagnetic system whose magnon-lattice coupling is given by an anisotropic component of the exchange term, which depends on linearly on the spacing of the ions related to the coupling. Before presenting our models and results, we present some studies about electronic transport models that provide relevant information for understanding the results. Our results are obtained using numerical algorithms for the temporal evolution of a magnetic excitation located in a single ion, an initial delta wave-packet. For the first model, we consider the regime in which the system is governed by an effective nonlinear Schroedinger equation with an χ parameter that describes the strength of nonlinearity. In this system, which exhibits itinerant soliton-like formations in the weak nonlinearity regime, we find the critical transition point for the self-trapping regime: χc = 1.825. This critical point can be revealed by different physical quantities, such as participation function, probability of return and Shannon entropy. In another study, we investigated the influence of disorder on the previous model when considering fluctuations in exchange terms. Our results suggest the magnon-lattice (χ) coupling being able to weaken localization come from the disorder. Finally, we decided to investigate more comprehensively how the dynamics of the magnon can be influenced by the lattice vibrations. In this last work, we extended our model in order to consider the lattice dynamics faster than the magnon dynamics, using the control parameter (τ ), which describes the ratio between the characteristic times of the magnetic mode and the perturbations of the lattices. Unlike the previous models, this last model involves the solution of two sets of coupled equations (magnon and harmonic lattice). Our results present a scenario of polaron formation. The coupling parameter (χ) between the magnetic and the vibrational component is able to induce a change from the itinerant polaron regime, existing in the weak coupling regime, to the stationary polaron regime. When investigating the interdependence between this critical point (χc) and the parameter τ , we identified a limit value for χc as the lattice dynamics becomes much faster than the dynamics of the magnon.
Palavras-chave: Mágnons
Ferromagnetismo
Modelos de transporte eletrônico
Não linearidade
Mágnon-rede
Soliton
Pólaron
Self-trapping
Nonlinearity
Magnon-lattice
Disorder
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: SILVA, Denilson de Morais. Aspectos da dinâmica de mágnons não interagentes em cadeias harmônicas ferromagnéticas. 2021. 91. Dissertação (Mestrado em Física) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7810
Data do documento: 15-fev-2021
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