Orientador: Flavio Cesar Guimarães Gandra

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Este trabalho consiste no estudo, pela técnica de Ressonância Paramagnetica Eletrônica (RPE) de íons de Terras-Raras (TR), dopados nos sistemas Fermions-Pesados (FP) UBe13 e UPt3. O principal objetivo é conhecer o comportamento do Urânio, considerado até aqui como o responsável pelo efeito...

Resumo: Este trabalho consiste no estudo, pela técnica de Ressonância Paramagnetica Eletrônica (RPE) de íons de Terras-Raras (TR), dopados nos sistemas Fermions-Pesados (FP) UBe13 e UPt3. O principal objetivo é conhecer o comportamento do Urânio, considerado até aqui como o responsável pelo efeito FP observado nestes compostos.
Foram também realizados cálculos de Campo Cristalino em simetria hexagonal a fim de interpretar os resultados em UPd3.
Os nossos resultados de RPE não reproduzem o mesmo efeito de alta densidade de estados f, observado por outras técnicas de medida nos FP. No entanto, foi medido um pequeno aumento nos parâmetros de RPE para os FP com relação aos valores obtidos para os compostos de referência que se comportam como metais normais. Esse aumento é cerca de 4 vezes, o que consideramos importante em termos de interação de troca entre elétrons de condução e momento localizado. Isso pressupõe um acoplamento entre o Urânio e os íons de TR embora muito pequeno, cujo mecanismo é discutido.
Na série U1-x(Pt1-yPdy)3 :(TR), nossos resultados para o Er são qualitativamente coerentes com a variação do calor específico eletrônico g (obtidos da literatura) em função da concentração de Pd, enquanto que para o Yb os valores de Korringa foram de 28 G/K a y=0 para 120 G/K a 1% de Pd, muito maiores que o esperado. Isto nos permite concluir que existe um acoplamento com a rede muito mais forte no caso do Yb do que o que efetivamente ocorre para os outros íons de TR. Aliado ao forte aumento no valor de Korringa, ocorre a contração no parâmetro de rede à medida que aumentamos a concentração de Pd, o que é indicação da flutuação de valência do íon Yb.
Concluímos que para um momento local de TR bem definido diluído em um composto FP, o acoplamento entre o elétron 5f do Urânio e o elétron 4f da TR através dos elétrons de condução é na verdade muito pequeno. No entanto, para o Yb, acreditamos que os cálculos precisam de algumas correções para explicar seu próprio efeito de flutuação de valência

Abstract: In this work we study the Heavy-Fermion (HF) compounds UPt3 and UBe13 doped with Rare Earth (RE) ions using the Electron Spin Resonance (ESR) technique where the objective is to better understand the Uranium ion behavior. We have also made the Crystal Field calculations for hexagonal...

Abstract: In this work we study the Heavy-Fermion (HF) compounds UPt3 and UBe13 doped with Rare Earth (RE) ions using the Electron Spin Resonance (ESR) technique where the objective is to better understand the Uranium ion behavior. We have also made the Crystal Field calculations for hexagonal symmetry in order to explain the ESR results obtained for UPd3 .
Our results do not support the high density of states obtained by other techniques however we did observe an increase by a factor 4 on the HF Korringa rates compared to the reference compounds values. We believe that this increase is important, and is indicative of a coupling between the Uranium ion and the RE moment, although small.
The results for Er in the series U(Pt1-yPdy)3 agree qualitatively with the dependence of g with the Pd concentration. For Yb the Korringa rate is 28 G/K for y=0 and increases to 120 G/K at 1% of Pd. We conclude that for Yb the coupling with the lattice is much more effective than for Er. The increase of the Yb Korringa rates, together with the lattice parameter c contraction are indicative of the Yb valence fluctuation.
In summary, we conclude that, for a local moment, diluted a HF compound the coupling between the 4f electrons with the Uranium 6f electrons via conduction electrons is really very small. However, for Yb, we believe that the theoretical calculations need some corrections in order to include the valence fluctuation