Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/8968
Title in Portuguese: Correspondência entre ondas de spin de um ferromagneto em uma rede favo de mel e a banda de energia do grafeno
Author: Cunha, Anderson Magno Chaves
Advisor(s): Costa Filho, Raimundo Nogueira
Keywords: Magnetismo
Ferromagnetismo
Semicondutores
Dopagem de semicondutores
Issue Date: 2014
Citation: CUNHA, A. M. C. Correspondência entre ondas de spin de um ferromagneto em uma rede favo de mel e a banda de energia do grafeno. 2014. 88 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: Ondas de spin são excitações coletivas que surgem em materiais magnéticos. Essas excitações são causadas por perturbações no sistema magnético. Por exemplo, uma pequena variação na temperatura provoca a precessão de um momento de dipolo magnético que interage com seus vizinhos levando à propagação dessa perturbação. Essa perturbação tem caráter ondulatório, e pode se propagar na direção de qualquer um dos vizinhos próximos. Essas ondas de spin podem ser observadas através de alguns métodos experimentais, tais como: espalhamento inelástico de nêutrons, espalhamento inelástico de luz incluindo espalhamento Raman e Brillouin. A importância das ondas de spin surge claramente quando aparelhos magnetoeletrônicos são operados a baixas frequências. Nessa situação a geração de ondas de spin pode ser um processo significante na perda de energia desses sistemas, pois a excitação de tais ondas consome uma pequena parte da energia do sistema, as tornando importante no processo de inovação dos sistemas eletrônicos. Essas ondas podem ser estudadas através de modelos matemáticos como o de Heisenberg, Ising, dentre outros. Nesse modelo, podemos calcular a relação de dispersão das ondas de spin. O modelo de Heisenberg pode ser escrito em termos de operadores de criação e destruição através das transformações de Holstein-Primakoff. O Hamiltoniano que descreve as ondas de spin é agora escrito em termos de operadores bosônicos. Essa descrição matemática é semelhante ao Hamiltoniano Tight-Binding para férmions. Tal Hamiltoniano descreve, por exemplo, o grafeno, um material que foi descoberto recentemente e vem sendo tratado com muito otimismo, por ter uma estrutura bidimensional que leva a propriedades surpreendentes. Muitas possibilidades de aplicações para ele vêm sendo estudadas. Nosso objetivo aqui é fazer uma analogia entre o grafeno e um sistema magnético em uma rede favo de mel. No sistema magnético, utilizamos o Modelo de Heisenberg para encontrar as relações de dispersão e conhecer o comportamento das ondas de spin do mesmo. Enquanto no grafeno, utilizamos o modelo Tight-Binding para encontrar o espectro de energia. Ressaltando que utilizamos um método matematicamente idêntico para ambos e que as curvas encontradas para os modos de energia são idênticas. Então, calculamos como esses modos se comportam com a introdução de impurezas em substituição em sítios de uma ou duas linhas da rede cristalina.
Abstract: Spin waves are collective excitations that occur in magnetic materials. These excitations are caused by disturbances in the magnetic system. For example, a small change in temperature causes the precession of a magnetic dipole moment that interacts with neighboring leading to the spread of this disorder. This disturbance has wave character, and can propagate in the direction of any of the nearest neighbors. These waves of spin can be observed by some experimental methods, such as: the inelastic neutron scattering, inelastic scattering of light including Raman and Brillouin scattering, to name a few. The importance of spin waves emerges clearly when magnetoelectronic devices are operated at low frequencies. This situation, the generation of spin waves can sing in a significant loss of energy of these systems, because the excitation of such waves consumes a small part of the energy of the system, becoming important in the innovation process of electronic systems. These waves can be studied using mathematical models like the Heisenberg, Ising, among others. In this model, we can calculate the dispersion relation of the spin waves. The Heisenberg model can be written in terms of operators of creation and destruction through the Holstein-Primakoff transformations. The Hamiltonian that describes the spin waves is now written in terms of bosonic operators. This mathematical description is similar to Tight-Binding Hamiltonian for fermions. This Hamiltonian described, for example, graphene, a material that has recently been discovered and is being treated with much optimism for having a two-dimensional structure that leads to amazing properties. Many possibilities of applications for it have been studied. Our goal here is to make an analogy between the graphene and a magnetic system on a honeycomb lattice. In the magnetic system, we use the Heisenberg model to find the dispersion relations and understand the behavior of the spin waves of the same. While in graphene, we used the Tight-Binding model to find the energy spectrum. Underscoring we use a mathematically identical method for both and found that the curves for power modes have similar behaviors, respecting the particularities of each. Then, we calculate how these modes behave introduction of impurities in substitution sites on one or two lines of the crystal lattice.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/8968
Appears in Collections:DFI - Teses defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2014_tese_amccunha.pdf4,45 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.