Um Modelo Simples Para o Magnetismo de Intermetálicos de Terras-Raras com Efeito de Campo Cristalino e Interação de Troca

Investigamos as propriedades magnéticas de um sistema de íons com momentos localizados (tipo camada 4f das terras-raras) levando em conta a interação de troca entre os íons (na aproximação de campo molecular) e o efeito do campo cristalino em cada íon (quebra de degenerescência do multipleto fundamental). Adotamos duas abordagens distintas: Na primeira, estudamos um sistema de íons onde o campo cristalino tem simetria axial e J = 1 (onde J é o momento angular total do ion); nesse caso o multipleto se reduz a um sistema singleto-dubleto (ou dubleto-singleto). Na aproximação de campo molecular desenvolvemos um algoritmo que permite obter a equação de estado magnético. Estudamos (a T = OK) as condições (relações entre parâmetros) em que o modelo prevê a existência de ordem espontânea e determinamos a direção da fácil magnetização. Na segunda abordagem consideramos o sistema de níveis da camada 4f do 〖Pr〗^(+3) no 〖PrAl〗_2 e construímos um Hamiltoniano efetivo, levando em conta os dois primeiros níveis associados ao campo cristalino e a interação com um campo magnético de troca. É feito um estudo paramétrico do modelo, e a partir dos dados experimentais da magnetização versus temperatura se determina os parâmetros do modelo através de uma análise de melhor ajuste (best-fitting). O confronto entre as previsões do modelo e os resultados experimentais em relação à dependência com a temperatura da entropia magnética e da susceptibilidade magnética do 〖PrAl〗_2 indica que a descrição dubleto-tripleto é mais adequada do que a singleto-tripleto. Fizemos também uma extensão do modelo às ligas (〖Pr〗_X Y_(1-x)) 〖Al〗_2 e (〖Pr〗_x 〖La〗_(1-x)) 〖Al〗_2 0.1 < x ≤ 1 levando em conta a aproximação singleto-tripleto na descrição do campo cristalino.