Resumo |
O objetivo geral do trabalho é o estudo de sistemas bidimensionais dopados com uma rede regular de defeitos por meio de modelos teóricos e simulações computacionais. A hamiltoniana de Heisenberg é o ponto de partida para a pesquisa em sistemas magnéticos, sendo descrita pelas interações entre spins numa rede regular. Sistemas físicos em baixas dimensões despertam grande interesse da comunidade científica, muitos destes sistemas apresentam características inesperadas tais como transições de fase de ordem topológica. Atualmente há uma grande variedade de materiais que apresentam comportamento em baixa dimensionalidade, uni ou bidimensionais; como exemplo os supercondutores, cristais líquidos, materiais magnéticos, etc; despertando grande interesse devido às possíveis aplicações tecnológicas em armazenagem e transmissão de dados. Geralmente pode haver diferenças entre resultados teóricos e experimentais, muitas vezes pelo fato de que a maioria dos modelos teóricos não inclui em sua formulação termos que levem em conta impurezas contidas nas amostras utilizadas pelos experimentais. A presença de impurezas deve-se principalmente às dificuldades encontradas na fabricação de amostras, assim os efeitos na estrutura e nas propriedades dos materiais causados por estes “defeitos” muitas vezes não podem ser previstos pela teoria. Especificamente, as soluções topológicas (vórtices e skyrmions) se comportam de modo diferente na presença de muitas impurezas. Para fins de cálculo, as impurezas são consideradas dispostas de modo a formarem uma rede regular de átomos não magnéticos, sendo a rede quadrada a que apresenta um tratamento mais simples. A rede de impurezas pode ser capaz de perturbar o sistema de forma significativa e, se afirmativo, provocar deformações na configuração topológica, assim como mudanças nas propriedades físicas, por exemplo, na energia. Os modos coletivos (vórtices e skyrmions) são tratados como pseudo-partículas, que apresentam espalhamento pelos centros não-magnéticos quando colocados em movimento, por exemplo através de campos magnéticos, há também os possíveis modos de vibração em torno das impurezas. Entretanto, no trabalho em questão, os sistemas serão analisados através de suas configurações estáticas. Muitos materiais magnéticos apresentam átomos não magnéticos na estrutura cristalina constituindo assim uma estrutura organizada de impurezas. A falta de resultados teóricos que tratem especificamente de materiais magnéticos com grande concentração de impurezas é a principal justificativa para o desenvolvimento do trabalho apresentado. |