Estudos teóricos dos efeitos de pressão nas propriedades magnéticas e eletrônicas do composto ferromagnético itinerante fraco Sc3In.

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dc.contributor.advisor1Scopel, Wanderla Luis
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000220918121
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1465127043013658
dc.contributor.authorSantana, Deivid Wilson Oliveira
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/
dc.contributor.referee1Nascimento, Valberto Pedruzzi
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000295435335
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9908042258225541
dc.contributor.referee2Souza, Fabio Arthur Leao de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-6158-7330
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1140962711692698
dc.contributor.referee3Garcia, Flavio
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-3150-3909
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3814399624794416
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:04Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:04Z
dc.date.issued2022-12-08
dc.description.abstractMaterials labeled as weak itinerant ferromagnetic, composed of non-magnetic elements, are rare and intriguing. Therefore, the study of this physical system represents a challenge in condensed matter physics. Their representatives are the compounds 𝑆𝑐3𝐼𝑛 and 𝑍𝑟𝑍𝑛2. In these systems, the unpaired electrons of the 3𝑑 bands play a major role in their magnetic properties. Experimental results show that the main magnetic characteristics of these compounds are the low magnetic moment and low critical Curie temperature (𝑇𝑐). In the case of 𝑆𝑐3𝐼𝑛, an increase in the magnetic properties of this compound was experimentally detected, such as the Curie temperature and magnetic moment when subjected to hydrostatic pressure. This behavior is anomalous to ferromagnet compounds and unraveling the mechanism that underlies this phenomenon is one of the topics addressed in this thesis work. Our approach will be theoretical, using first principles calculations through Density Functional Theory (DFT) to simulate the effects of applied pressures on the electronic structure, and study the electronic, magnetic and structural properties of 𝑆𝑐3𝐼𝑛 together with the Stoner's theory, corrected by Moriya's spin fluctuation renormalization theory. Theoretical calculations at ambient pressure confirm the role of electrons that occupy the 𝑑 − 𝑆𝑐 orbitals in the origin of the magnetic and electrical properties of this studied compound. Our results show the decrease in the magnetic moment of the scandium atom under hydrostatic pressure and in its density of unpolarized states for the 𝑑 − 𝑆𝑐 orbitals at Fermi energy. These results are combined with the theoretical Moriya-Kawabata model and experimental results to explain the dependence of 𝑇𝑐 with pressure application. In this sense, our results conclude that the increase in the Curie temperature, with the pressure dTc/dP , observed in experimental results, is related to the increase in the electron-electron exchange interaction 𝐼 between the conduction electrons that occupy the bands 𝑑 − 𝑆𝑐 of the compound 𝑆𝑐3𝐼𝑛.
dc.description.resumoOs materiais rotulados como ferromagnéticos itinerantes fracos, compostos por elementos não magnéticos, são raros e intrigantes. Portanto, o estudo deste sistema físico representa um desafio na física da matéria condensada. Sendo seus representantes os compostos 𝑆𝑐3𝐼𝑛 e 𝑍𝑟𝑍𝑛2. Nesses sistemas, os elétrons desemparelhados das bandas 3d desempenham o papel principal em suas propriedades magnéticas. Resultados experimentais mostram que as principais características magnéticas destes compostos é o baixo momento magnético e baixa temperatura crítica de Curie (𝑇𝑐 ). No caso do 𝑆𝑐3𝐼𝑛, foi detectado experimentalmente um aumento das propriedades magnéticas deste composto, como a temperatura de Curie e momento magnético quando submetida a pressão hidrostática. Este comportamento é anômalo aos compostos ferromagnetos e desvendar o mecanismo que fundamenta esse fenômeno é um dos temas abordado deste trabalho de tese. Nossa abordagem será teórica, utilizando cálculos de primeiros princípios através da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para simular os efeitos das pressões aplicadas na estrutura eletrônica, e estudar as propriedades eletrônicas, magnéticas e estruturais do 𝑆𝑐3𝐼𝑛 em conjunto com a teoria de Stoner, corrigida pela teoria de renormalização de flutuação de spin de Moriya. Os cálculos teóricos em pressão ambiente confirmam o protagonismo dos elétrons que ocupam os orbitais 𝑑 − 𝑆𝑐 na origem das propriedades magnéticas e elétricas desse composto estudado. Nossos resultados mostram a diminuição do momento magnético do átomo de escândio sobre pressão hidrostática e de sua densidade de estados não polarizada para os orbitais 𝑑 − 𝑆𝑐 na energia de Fermi. Esses resultados são combinados com o modelo teórico de Moriya-Kawabata e resultados experimentais para explicar a dependência de 𝑇𝑐 com aplicação de pressão. Nesse sentido, nossos resultados concluem que o aumento da temperatura de Curie com a pressão dTc/dP , observado em resultados experimentais, está relacionada ao aumento da interação de troca elétron-elétron 𝐼 entre os elétrons de condução que ocupam as bandas do 𝑑 − 𝑆𝑐 do composto 𝑆𝑐3𝐼𝑛.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16502
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectMateriais Ferromagnetos Itinerante
dc.subjectEstrutura Eletrônica
dc.subjectDensidade de Estados não Polarizado
dc.subjectEnergia de Fermi
dc.subjectInteração de Troca Efetiva
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleEstudos teóricos dos efeitos de pressão nas propriedades magnéticas e eletrônicas do composto ferromagnético itinerante fraco Sc3In.
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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