Evidencias de transiciones tipo Kosterlitz-Thouless en el modelo de Ising con interacciones dipolares

M. A. BAB; G. P. SARACCO

Congreso; XVI Congreso Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada TREFEMAC; 2018

En las últimas décadas el estudio de películas magnéticas ultradelgadas ha atraído la atención de la comunidad científica tanto desde el punto vista teórico como por sus potenciales aplicaciones tecnológicas. En términos teóricos, estos sistemas pueden ser descriptos por modelos simples que permiten comprender la relación entre las interacciones microscópicas (de corto y largo alcance) y las propiedades macroscópicas de los materiales magnéticos, como la existencia de patrones de dominio magnético observados experimentalmente. En este contexto, uno de los modelos más simples y ampliamente estudiado que describe las principales propiedades de los films magnéticos, en el límite de una fuerte anisotropía, es el modelo de Ising bidimensional con  interacciones ferromagnéticas de corto alcance y dipolares. La incorporación de interacciones dipolares en el modelo introduce frustración en el sistema, rompiendo el orden ferromagnético, y llevando a un rico diagrama de fases que aún es objeto de un intenso debate. A bajas temperaturas las fases de equilibrio corresponden a una estructura de fajas cuyo ancho ( h ) depende del cociente entre la constante de intercambio y la dipolar ( δ ). A altas temperaturas se han predicho dos escenarios posibles: el  primero corresponde a una transición hacia una fase tetragonal líquida ( TL ) y el segundo propone la existencia de una fase nemática ( NM ) intermedia entre las fases fajas de ancho h y TL . Mediante simulaciones Monte Carlo el primer escenario ha sido encontrado para valores de δ en el intervalo 0 , 4403 < δ < 2 y el segundo para valores de δ próximos a las líneas de transición entre las fases de bajas temperatura fajas h = 2 − h = 3 y h = 3 − h = 4 . Sin embargo las limitaciones introducidas en las simulaciones, por la presencia de interacciones dipolares, han llevado a controversias en los resultados, principalmente relacionadas al carácter de las transiciones y a la existencia del segundo escenario. Recientemente hemos aplicado la técnica dinámica de tiempos cortos para estudiar la transiciones entre las fases h =  1 − TL , h =  2 − TL , la cual nos permitió alcanzar tamaños del sistema mayores a los previamente estudiados en la bibliografía, determinar el orden de las transiciones y la existencia de puntos multicríticos. En este trabajo se aplica dicha técnica para estudiar las transiciones entre las fases h − NM y NM − TL para aquellos valores de δ donde ha sido reportada la fase NM . Se estimaron los puntos de transición de ambas casos, los cuales estuvieron en excelente acuerdo con los reportados en la literatura. Posteriormente se extendieron los estudios a mayores valores de δ en el intervalo 2 , 2 < δ < 3 , 4 , correspondiente a las fases de baja temperatura h = 3 , h = 4 y h = 5, obteniendo resultados compatibles con la existencia de la fase nemática en esta región del diagrama fases. En relación al carácter de la transición los resultados dan evidencias que se podrían clasificar como del tip o Kosterlitz-Thouless, como ha sido sugerido recientemente para sistemas formadores de fajas