Magnetos desordenados: estado fundamental, excitações e termodinâmica

Resumo

Desordem está sempre presente em sólidos. Exemplos típicos de desordem em magnetos descritos por momentos de spin localizado são a falta ou a presença de spins extras, causados, por exemplo, pela substituição química de elementos. Neste projeto, estudaremos duas classes de magnetos desordenados: com e sem ordem magnética de longo alcance. No caso dos magnetos que apresentam ordem de longo alcance em seu estado fundamental, consideraremos os efeitos de impurezas, geralmente vacâncias, em antiferromagnetos de spin-S frustrados. Investigaremos o comportamento (singular) da textura de spin induzida por estas vacâncias como função de um campo magnético externo e suas assinaturas em observáveis físicos. Dentro da classe de magnetos desordenados que não apresentam ordem de longo alcance, estudaremos em particular os paramagnetos quânticos que apresentam dimerização espontânea ou induzida por desordem. Propomos aqui o desenvolvimento de um método flexível para a solução do problema que seja aplicável para desordens finitas e em um intervalo de temperaturas relevante experimentalmente. Especificamente, nossa investigação será baseada em uma extensão do formalismo dos operadores de ligação para sistemas magnéticos inomogêneos. Além de obtermos quantidades termodinâmicas, consideraremos também o problema central do cálculo do espectro de excitações magnéticas, como aquelas medidas por espalhamento inelástico de nêutrons, que tem sido cada vez mais acessado experimentalmente. (AU)