Fsica dos metais Mucio Continentino CBPF Tabela peridica
Física dos metais Mucio Continentino CBPF
Tabela periódica
Em 1906 Einstein concluiu seu trabalho sobre o calor especifico dos sólidos que marca o inicio da física do estado sólido moderna.
Modelo de Elétrons Livres Grande sucesso em explicar diversas propriedades de metais simples. Por exemplo, calor especifico, condutividade térmica e elétrica. Mesmo para se compreender a supercondutividade tradicional podemos negligenciar as interações entre elétrons!
Metais • Bons condutores de corrente elétrica e calor Teoria do liquido de Fermi Estado Fundamental • Magnético • Supercondutor • Vegetal
Entretanto tudo fica mais interessante quando se considera as correlações eletrônicas Supercondutividade
Magnetismo
Magnetismo em Metais Terras Raras Momentos magnéticos localizados Ferromagnetismo – Gd Configuração Eletronica [Xe] 4 f 7 5 d 1 6 s 2 Helimagnetismo – Ho Elétrons f internos são localizados e a superposição entre suas funções de onda é desprezível. Interação se dá mediada pelos elétrons de condução das camadas eletrônicas externas 4 f
Metais de Transição Magnetismo Itinerante Ferromagnetos : Fe, Co e Ni Antiferromagnetos: Cr e Mn Modelo de Hubbard Banda de eletrons fortemente correlacionados – banda d Critério de Stoner
Impurezas em metais - Efeito Kondo
Resistivity of Kondo alloys ρ Saturação Ln T TK Liquido de Fermi Cobre T Nuvem Kondo Fe
Efeito Kondo cortesia E. Bittar
Férmions Pesados • • Sistemas envolvendo terras raras ou actinídeos com nível-f instáveis (comportamento ambíguo entre itinerante versus localizado), basicamente Ce, Yb e Urânio. São caracterizados por: Existência de uma temperatura característica Tcoh abaixo da qual o sistema se comporta com um líquido de Fermi, ou seja: Os parâmetros deste líquido de Fermi são violentamente renormalizados pelas interações, por exemplo, apresentam coeficientes do termo linear do calor específico até 1000 vezes maior que o de um metal normal como o Ouro ou a Prata. • Para T>>Tcoh a presença de momentos localizados é indicada por uma susceptibilidade,
FERMIONS PESADOS
REDE DE KONDO
Doniach phase diagram J < JC RKKY vence! Estado fundamental magnético J > JC Efeito Kondo vence! Estado fundamental não-magnético
Resistividade cortesia E. Bittar Regime incoerente (Kondo) de alta temperatura Coerência a baixas temperaturas Tcoh
Phase Diagram
Forma da Energia Livre na Vizinhança do Ponto Crítico Quântico • • Note a presença do Expoente Dinâmico z, na expressão da energia livre! Indissociabilidade entre estática e dinâmica nas transições quânticas. Desta forma o expoente dinâmico z vai determinar o comportamento de grandezas termodinâmicas
Scaling theory of quantum phase transitions
Non-Fermi trajectory Quantum hyperscaling relation Non-Fermi liquid behavior Exponents are not determined. However for d+z > dc the exponents are Gaussian or mean-field. Dynamic exponent z ! Microscopic theory
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