Simulación monte carlo de propiedades magnéticas y de transporte en sistemas de super redes del tipo (fm/afmn

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES FACULTAD DE INGENIER´ Y ARQUITECTURA IA ´ DEPARTAMENTO DE INGENIER´ ELECTRICA, IA ´ ´ ELECTRONICA Y COMPUTACION

´ SIMULACION MONTE CARLO DE ´ PROPIEDADES MAGNETICAS Y DE TRANSPORTE EN SISTEMAS DE SUPERREDES DEL TIPO (FM/AFM)n
MEMORIA DE TESIS DOCTORAL

ELISABETH RESTREPO PARRA
MANIZALES, MARZO DE 2010

´ SIMULACION MONTE CARLO DEPROPIEDADES ´ MAGNETICAS Y DE TRANSPORTE EN SISTEMAS DE SUPERREDES DEL TIPO (FM/AFM)n
Memoria de Tesis Doctoral presentada a la Universidad Nacional de Colombia como requisito parcial para optar al t´ ıtulo de Doctor en Ingenier´ ıa.

ELISABETH RESTREPO PARRA Director: J. FABIAN JURADO ´ GRUPO DE PROPIEDADES OPTICAS DE LOS MATERIALES UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA MANZIALES 2010
ELISABETH RESTREPOPARRA CANDIDATO J. FABIAN JURADO DIRECTOR

COORDINADOR POSGRADO Manizales, , de 2010

A MIS AMADOS HIJOS LAURA Y SERGIO TESOROS DE MI VIDA A MI QUERIDO JUAN CARLOS INSPIRADOR DE TODAS MIS IDEAS

Las ciencias no tratan de explicar, incluso apenas tratan de interpretar, construyen modelos principalmente. Por modelo, se entiende una construcci´n matem´tica que, o a con la adici´n de ciertasinterpretaciones verbales, describe o los fen´menos observados. La justificaci´n de tal construcci´n o o o matem´tica es s´lo y precisamente que se espera que funcione. a o

JOHN VON NEUMANN (1903-1957) Matem´tico h´ ngaro-estadounidense a u

Resumen
En este documento de tesis doctoral se presentan los resultados de simulaciones computacionales empleando el m´todo de Monte Carlo y el modelo de eHeisenberg cl´sico, para el estudio de propiedades magn´ticas y de transporte a e de manganitas del tipo perovskita. Para iniciar este trabajo, fue necesario llevar a cabo un estudio del diagrama de fases de la perovskita La1−x Cax MnO3 , que permitiera obtener los valores de las constantes de interacci´n entre iones o magn´ticos. El paso siguiente consisti´ en realizar un an´lisis del comportaeo a miento cr´ ıtico para pel´ ıculas delgadas de La2/3 Ca1/3 MnO3 . A continuaci´n o se realizaron los ajustes necesarios en los modelos para ser aplicados a las manganitas del tipo La1−x Cax MnO3 , en forma de pel´ ıculas delgadas ferromagn´ticas y antiferromagn´ticas (x=1/3 y x=2/3). Tanto para el caso de e e la capa FM como el de la capa AFM se realizaron estudios de propiedades magn´ticas enfunci´n de la temperatura, como es el caso de magnetizaci´n e o o por sitio, susceptibilidad magn´tica, energ´ y calor espec´ e ıa ıfico. Posteriormente se analizaron ciclos de hist´resis variando la temperatura y par´metros e a geom´tricos, y finalmente se llevaron a cabo an´lisis de la resistividad y la e a magnetoresistencia en funci´n de la temperatura y del campo magn´tico exo e terno aplicado.A partir de estos resultados se encontraron las temperaturas de transici´n de Curie, Tc , para la capa FM y la temperatura de N´el, TN , o e para la capa antiferromagn´tica. Una vez desarrollados los estudios de las e monocapas FM y AFM se construyeron sistemas de bicapas FM/AFM de manganitas, y se realizaron estudios de propiedades de transporte el´ctrico e e hister´tico, con el fin de encontrarla influencia de par´metros geom´trie a e cos como los espesores de las capas FM y AFM, la temperatura y el campo magn´tico externo aplicado. Por ultimo, se realizaron estudios de superredes e ´ FM/AFM de (La2/3 Ca1/3 MnO3 /La1/3 Ca2/3 MnO3 )n , observando el compor-

ii tamiento de la resistividad y el fen´meno de exchange bias en dichos sistemas. o Entre los resultados m´s relevantes, seencontr´ la no influencia del periodo a o de la red en las propiedades el´ctricas, pero la importancia de la relaci´n e o dF M /dAF M en dichas propiedades de transporte el´ctrico. Finalmente, se ese tudi´ el fen´meno de exchange bias y su dependencia con respecto al espesor o o de la capa FM, el n´mero de capas n, la temperatura de enfriamiento Tf c y el u campo de enfriamiento Hf c . A partir de...