Estudio computacional de modelos de hielo de spin

Abstract

La variedad de fenómenos que presentan los sistemas magnéticos frustrados, acompañados de la transiciones de fase exóticas producidas por los efectos de campos magnéticos externos, despertó el interés en su estudio en los últimos años. En este trabajo, abordamos a partir de simulaciones computacionales el estudio de distintos sistemas frustrados utilizando, en particular, un método Monte Carlo reciente: el algoritmo de Wang-Landau. En la primera parte del trabajo, el énfasis se encuentra en el estudio del modelo clásico para hielos de spin con interacciones a primeros vecinos. Aprovechando las ventajas del algoritmo utilizado, exploramos las propiedades del modelo y su dinámica bajo la acción de un campo magnético aplicado en las direcciones [111] y [100]. Presentamos, además, un caso especial en el que el mismo modelo (spines tipo Ising sobre una red pirocloro) con interacciones antiferromagnéticas exhibe un comportamiento inusual: el fenómeno de orden por desorden. En una segunda parte, profundizamos las investigaciones realizadas con respecto a la entropı́a residual de modelos de hielo en redes con distintas geometrı́as. Estudiamos los efectos de tamaño finito y de superficie de los sistemas, constrastando nuestros resultados con los antecedentes en el tema. Por último, presentamos un sistema magnético frustrado bidimensional que puede ser considerado modelo de hielo. Estudiamos los efectos que la anisotropı́a de forma produce sobre la transición de fase que presenta, en particular, la conversión de una transición de Kasteleyn en una sucesión de transiciones de primer orden.