Efecto de interacciones competitivas tipo RKKY en sistemas magnéticos

Abstract

En este trabajo el objetivo principal es el estudio de la competencia entre la interacción de intercambio a primeros vecinos y acoplamientos efectivos tipo RKKY, cuyo origen es la interacción con electrones itinerantes, para espines tipo Ising en una red cuadrada. La interacción tipo RKKY es, en principio, de largo alcance, y depende del momento de Fermi de los electrones itinerantes y de la constante de acoplamiento de la interacción RKKY. Este modelo, dependiendo de los parémetros elegidos, puede presentar frustración magnética. Para poner el foco en zonas donde el efecto de las interacciones RKKY sea más fuerte, se variaron parámetros alrededor de los valores para los que la constante de intercambio efectiva a primeros vecinos (fruto de la suma de la constante de acoplamiento directo y de la RKKY) se anula. Se analizaron numéricamente las fases de baja temperatura, utilizando el algoritmo de Monte Carlo Metrópolis. Con esta técnica, se estudió primeramente un modelo tomando interacciones RKKY hasta terceros vecinos. Construyendo los parámetros correspondientes, se encontraron fases conocidas en otros modelos de la red cuadrada, como fases ordenadas de tipo Néel, ferromagnética y colineal. En este trabajo se denominará a esta última fase como “stripes 1 1”. De particular interés fue el caso en el que ambos acoplamientos son antiferromagnéticos, donde además se estudió el efecto de un campo magn´etico externo. Se observaron diferentes fases y plateaux de magnetización para m = 0 y m =1/3 para distintos valores de la constante de acoplamiento RKKY y se vió que el sistema no parece ordenarse para algunos valores de la constante y a campo B = 0. A partir de este resultado, se decidió incluir acoplamientos RKKY a mayores distancias, considerando hasta quintos vecinos y se obtuvo un interesante diagrama de fases de baja temperatura, que presenta una plétora de plateaux de magnetización para m = 0, m =1/3, m =1/2 y m =5/9.