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Type: TESE
Title: Defeitos em cristais formados por átomos de 4He
Title Alternative: Defects in crystals formed by 4He
Author: Vale, Renato Pessoa
Advisor: Vitiello, Silvio Antonio Sachetto, 1950-
Abstract: Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo feito sobre defeitos em um sólido quântico formado por átomos de 4He. Embora ainda não exista um mecanismo para explicar a fase supersólida deste sistema, ela tem sido frequentemente associada com a presença de desordem no cristal, que pode ocorrer com a existência de algum tipo de defeito. O método do trabalho reversível é aplicado para calcular a concentração de vacâncias e a energia livre de ligação entre estes defeitos pontuais. Inicialmente, esta metodologia é aplicada a um sólido quântico descrito por uma função de onda tipo Jastrow, para em seguida ser aplicada no nosso sistema de interesse. A função de onda sombra é utilizada para modelar o 4He sólido hcp, cujas configurações são amostradas através do método de Monte Carlo utilizando o algoritmo de Metropolis. Além da determinação das concentrações de monovacâncias e divacâncias, nossos resultados indicam que não existe uma tendência de se formar aglomerados deste defeito, que poderia levar a uma separação de fases. Posteriormente, utilizamos o método de Peierls-Nabarro para estudar defeitos lineares do tipo discordâncias. Para isto, determinamos as constantes elásticas do material, sendo esta a primeira estimativa teórica destas propriedades para o hélio sólido. Nosso modelo indica que estes defeitos lineares possuem uma tendência em se separar em pares de discordâncias parciais. Além disso, a resistência intrínseca da rede cristalina desempenha um papel importante na mobilidade destes defeitos. Portanto, um mecanismo para explicar a fase supersólida do 4He, que envolva a presença de discordâncias, deve levar em conta esta resistência

Abstract: In this work we present a study about defects in a quantum solid formed by atoms of 4He. Although there is no mechanism to explain the supersolid phase of this system, it has often been associated with the presence of disorder in the crystal, which can occur with the presence of some type of defect. The reversible work method is applied to calculate the concentration of the vacancies and the binding free energy between these point defects. Initially, this methodology is applied to a quantum solid described by a Jastrow wave function, to then be applied in our system of interest. A shadow wave function is used to model the hcp solid helium, whose con gurations are sampled by the Monte Carlo method using the Metropolis algorithm. Besides the determination of monovacancy and divacancy concentrations, our results indicate that there is not a tendency to form clusters of these defects, which could lead to a phase separation. Subsequently, we used the Peierls-Nabarro method to study linear defects like dislocations. With this purpose, we determined the elastic constants of material, this being the rst theoretical estimates of these properties for solid helium. Our model indicates that these linear defects have a tendency to separate into pairs of partial dislocations. Furthermore, the intrinsic resistance of the crystal lattice plays an important role in the mobility of these defects. Therefore, a mechanism to explain the supersolid phase of helium, which involves the presence of dislocations, should take account of this resistance
Subject: Cristais - Defeitos
Hélio sólido
Supersólido
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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