Estudio de las Transiciones de Fase y Fenómenos críticos en el Modelo de Ising con Interacciones Dipolares

BAB, MARISA ALEJANDRA; C. M. HOROWITZ; M. L. RUBIO PUZZO; G P SARACCO

San Carlos de Bariloche

Congreso; XIV Congreso Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2016

Instituto Balseiro

Las películas magnéticas delgadas presentan una variedad de patrones a escala mesoscópica, los cuales pueden se controlados mediante parámetros extrínsecos como la temperatura y el campo magnético o intrínsecos como su espesor, las interacciones entre capas atómicas y las propiedades de cada capa. Esto ha despertado un creciente interés tecnológico y científico en estos sistemas, constituyéndose en el objeto de estudio de la comunidad científica tanto desde el punto de vista teórico como experimental.En el límite de péliculas ultradelgadas los momentos magnéicos presentan una fuerte anisotropía perpendicular al plano de la película, lo cual permite que sean modeladas mediante el modelo de Ising ferromagnético con interacciones dipolares antiferromagnéticas. La introducción del término dipolar en el modelo de Ising produce frustración en el sistema, rompiendo con el orden ferromagnético y llevando a la formación de fases con magnetización neta cero, tales como, líquido tetragonal (TL), fajas de ancho h, antiferromagnética (AF) y nemática (NM).El complejo diagrama de fases de este modelo ha sido intensivamente estudiado y gran parte del conocimiento acerca del mismo ha sido obtenido mediante simulaciones Monte Carlo. Las fases observadas dependen del valor del par\'{a}metro $\delta$, el cual es la raz\'{o}n entre las constantes de acoplamiento de corto alcance y dipolar. Para $0,4403<\delta$ las fases de bajas temperaturas corresponden a fajas con magnetizaci\'{o}n opuesta, cuyo ancho $h$ crece en intervalos discretos con $delta$. En el caso de $delta < 3$ estas fases transicionan a altas temperaturas a la fase TL, salvo en un intervalo acotado alrededor de $\delta=2.2$ y $2.8$ donde se observa una fase intermedia, la fase NM.El orden de las transiciones, as\'{i} como la posible existencia de puntos multicr\'iticos, ha sido objeto de una larga controversia en la literatura. Dicha controversia es en parte debida a las limitaciones introducidas por el t\'{e}rmino dipolar en las simulaciones, tales como fuertes efectos de tama\~{n}o finito e incrementos en los tiempos de simulaci\'{o}n, as\'{i} como a la existencia de m\'{u}ltiples estados metaestables a bajas temperaturas. En este trabajo discutimos resultados obtenidos mediante simulaciones Monte Carlo de la evoluci\'{o}n din\'{a}mica de los observables f\'{i}sicos en el r\'{e}gimen de tiempos cortos. Los resultados obtenidos nos permitieron determinar el orden de las transiciones fajas-TL en el intervalo $0.50\leq\delta\leq1.9$; mostrar la existencia de puntos multicr\'{i}ticos y en las regiones donde la transici\'{o}n es continua caracterizar el comportamiento cr\'{i}tico mediante el conjunto completo de exponentes cr\'{i}ticos en funci\'{o}n de $\delta$.