Un modelo teórico para las propiedades magnéticas de los compuestos K2Cu5(TeO3)(SO4)3(OH)4 y Na2Cu5(TeO3)(SO4)3(OH)4

I. BARTOLOMÉ; L.A. ERRICO; V. FERNÁNDEZ; M. MATERA; A.V. GIL REBAZA; C. LAMAS

Bariloche

Congreso; 107° Reunión de la Asociación Física Argentina - 107 RAFA; 2022

Recientemente, dos nuevos sulfatos de teluro, K2Cu5(TeO3)(SO4)3(OH)4y Na2Cu5(TeO3)(SO4)3(OH)4(etiquetados como Na-TS y K-TS) han sido sintetizados y caracterizados tanto desde el pun-to de vista estructural como magnético [1]. Ambos compuestos cristalizan en una estructuramonoclínica (grupo espacial P21/m). Lo interesante de estos compuestos es que su comportamiento magnético se asocia a un electrón desapareado de cada ion Cu2+, que forman una subred tipo 1D Kagomé-strip, geometría que puede considerarse como la reducción a una dimensión de la red bidimensional de Kagomé.Basados en los resultados experimentales, presentamos aquí un modelo magnético que considera cinco constantes de acoplamiento entre iones Cu, las cuales fueron determinadas a partir de cálculos de primeros principios basados en la Teoría de la Funcional Densidad (DFT)y un Hamiltoniano de espín modelo (Heisenberg). El modelo obtenido se estudió median-te métodos numéricos, determinándose la curva de magnetización a 0 K mediante DensityMatrix Renormalization Group (DMRG) y propiedades termodinámicas mediante diagonalización exacta.Nuestros cálculos DFT, usando la aproximación GGA+U para el término de correlación eintercambio, predicen correctamente la estructura de ambos compuestos, la cual es práctica-mente independiente de la configuración de espín. Basados en el modelo de Heisenberg y las energías determinadas para diferentes configuraciones magnéticas hemos obtenido las cinco principales constantes de acoplamiento magnético del Na-TS y el K-TS, y a partir de ellas la temperatura de Curie-Weiss de ambos sistemas, las cuales resultan prácticamente independientes del parámetro U y están en excelente acuerdo con los resultados experimentales [1]. Ambos sistemas presentan una mezcla de acoplamientos ferromagnéticos y antiferromagnéticos, resultado en excelente acuerdo con la regla de Goodenough-Kanamori-Anderson. Los modelos numéricos predicen que a T = 0 K existen dos plateaux en la curva de magnetización.