Sistemas antiferromagneticos unidimensionais de spin-1

• Main Author: Mariana Malard Sales
• Other Authors: Antonio Sergio Teixeira Pires
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2007
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7AUNFP

=== Attending to the current tendency of research in quantum magnetism,our object of study comprises one-dimensional spin-1 antiferromagnetic(AFM) systems. They are analysed for two different physical pictures: anoise-driven 1D Nonlinear Sigma Model (NLSM) for S = 1 and the 1DAFM Heisenberg Model for S = 1 coupled to phonons. In the first work,we present a method of extracting the NLSM thermodynamics based onthe coupling between the sigma field and an external noise source. Thisapproach succeeds in capturing the thermal behavior of the spin-1 AFMchain subjected to a crystalline field enjoying certain stochastic properties. This is an effective method for the NLSM at finite temperature, moved by a phenomenological reasoning which is justified by comparison with experiment. The model excitations gap and line-width are derived from a perturbative calculation for the Greens function. The second work accounts for the interplay between vibrational and magnetic degrees of freedom, the so-called magnon-phonon coupling, which plays an important role in magnetism. The diagramatic Greens function perturbative method is used to investigate the phonon dynamics for the spin-1 1D antiferromagnet within the framework of an interaction Heisenberg model. This is treated via the Holstein-Primakoff transformations in the context of a modified spin wave theory. The so-obtained phonon relaxation function provides a measure ofthe effect of magnon-phonon coupling on phonon energy and life-time. === Seguindo uma tendência atual da pesquisa em magnetismo quântico, o objeto de estudo desta tese compreende sistemas antiferromagnéticos (AFM) unidimensionais de spin-1. Analisamos estes sistemas em dois cenários físicos diferentes: o Modelo Sigma não Linear (MSNL) 1D com S=1 acoplado com um ruído e o Modelo de Heisenberg AFM 1D com S=1 acoplando com fônons. No primeiro trabalho, apresentamos um método de obtenção da termodinâmica do MSNL baseado no acoplamento do campo sigma com uma fonte externa de ruído. Este recurso é capaz de revelar o comportamento térmico da cadeia AFM de spin-1 quando submetida a um campo cristalino com determinadas propriedades estocásticas. Trata-se de um método efetivo para a abordagem de temperatura finita no MSNL, motivado por razões fenomenológicas e justificado pela comparação com a experiência. O gap e a largura de linha das excitações do modelo são obtidos a partir do cálculo perturbativo das funções de Green. O segundo trabalho aborda a interação entre graus de liberdade elásticos e magnéticos, o chamado acoplamento mágnon-fônon, que desempenha um importante papel em magnetismo. A partir de um modelo de interação, tratado via transformações de Holstein-Primakoff dentro do contexto da teoria de ondas de spin modificada, obtém-se a função de Grenn de fônons através de um método diagramático perturbativo. Os resultados emergentes desta análise ^Ö função relaxação, energia e largura de linha de fônons ^Ö descrevem a dinâmica destas excitações sob a interação com os mágnons na cadeia AFM de spin-1.