Comportamiento de Fases de un modelo magnético bicapa, fuertemente anisotrópico con acoplamiento antiferromagnético

J.J. MELO QUINTEROS; G P SARACCO; M. A. BAB

Congreso; XVIII Taller Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2021

Se estudió el comportamiento de fases de unsistema magnético bicapa, fuertemente anisotrópico, mediante simulaciones computacionales del tipo Monte Carlo. Estesistema está formadopor dos redes bidimensionales discretas, superpuestas concéntricamente. Se implementó el modelo de Ising ferromagnético con interacciones dipolares,y se establecieron condiciones de contorno periódicas usando el esquema de Ewalds para disminuir los efectos de tamaño finito. Las interacciones antiferromagnéticas entre capas se modelaron acorto alcance, a primeros vecinos. El sistema se puso en contacto con un baño térmico a temperatura T.  Se estudió el sistema con los valores J1 = 1, J2 = 2, J3 = −0.5, manteniendo g1 = g2 = 1, paraun amplio rango de temperaturas. A temperaturas bajas, se observó que las configuraciones deequilibrio de ambas capas se acoplan antiferromagnéticamente, y mostraron la mismafase ordenada, consistente de franjas de spines alternadas de ancho hn = 2, que correspondeal estado fundamental de una monocapa con J2 = 2. A temperaturas altas lascapas dan lugar a una fase del tipo tetragonal líquida (TL). Enestas configuraciones la franjas se interceptan perpendicularmente entre sí. Cabe destacar que estos tiposde fases estánpresentes en la versiónmonocapa del mismo modelo. La transición de fase entre ambas configuraciones se investigó utilizando la dinámica de tiempos cortos (STD, lacual se basa en el análisis delas series temporales de los observables medidos en los primeros pasos de laevolución delsistema, iniciado desde los puntos fijos triviales a T = 0 y T = ∞,respectivamente. Este análisis permitedeterminar si la transición es deprimero o segundo orden, o si se trata del tipo Kosterlitz-Thouless. En el casode las transiciones de segundo orden, se pueden estimar los exponentes críticos. Los observables medidosfueron el parámetro deorden orientacional, su segundo momento y la susceptibilidad. Los resultadosobtenidos sugieren la presencia de una transición de segundo orden entre las fases antes mencionadas, que ocurreaproximadamente la temperatura crítica Tc ≃ 0.882 en ambas capas. Sin embargo,no se puede ser concluyente al respecto porque la relación entre exponentes críticos de la susceptibilidad, nocoincidieron a partir del análisis delas evoluciones antes mencionadas. No obstante, el valor de la Tc  resultó ser mayor que el encontrado paralas transiciones de fase en la versión monocapa, es decir T1 = 0.395 para J1 = 1, quecorresponde a la transición continuahn = 1 → TL [2], y T2 = 0.805 para J2 = 2,correspondiente a la transición fase NM→ TLque es del tipo Kosterlitz-Thouless. En consecuencia, el sistema bicapa favorecela presencia de la fase ordenada de ancho hn = 2 atemperaturas mayores que los valores respectivos en el monocapa. Además, la fase NM de la capa 2desaparece, y la transición de fasecambia de KT acontinua.