Professores: Mucio Continentino (CBPF) e Scheilla Maria Ramos da Silva (CBPF)

Esse curso visa apresentar aspectos teóricos e experimentais de uma classe de sistemas de elétrons fortemente correlacionados conhecidos como Férmions Pesados. Estes são compostos inter-metálicos que apresentam em sua composição terras raras ou actinídeos com camada f incompleta. A instabilidade desses elétrons f dá origem a uma competição entre uma ordem magnética de longo alcance e um estado paramagnético. Quando a temperatura de ordenamento magnético é conduzida a zero pela variação de um parâmetro interno ou externo (como composição da amostra, pressão ou campo magnético), é alcançada uma transição de fase quântica. Na vizinhança dessa transição, em temperatura nula, observa-se uma gama de fenômenos interessantes como o comportamento não-líquido de Fermi, supercondutividade não-convencional, coexistência entre supercondutividade e magnetismo, entre outros. Em especial, o surgimento de supercondutividade não-convencional nesses compostos e sua relação com o magnetismo tem gerado intenso interesse por essa classe de materiais.

Ementa:

• Introdução a sistemas de Férmions Pesados (FP) e história
• Fenomenologia
• Caracterização experimental de sistemas de FP
• Calor específico
• Propriedades magnéticas: susceptibilidade e estados ordenados
• Resistividade elétrica: espalhamento Kondo, coerência e líquido de Fermi
• Comportamento não-líquido de Fermi e supercondutividade não-convencional
• Diagramas de fases típicos
• Pressão/composição/campo magnético versus temperatura
• Fases supercondutoras
• Aspectos teóricos
• Transição de fase quântica
• Definição
• Expoentes críticos e relações de escala
• Comportamento dependente da temperatura em um ponto crítico quântico - regime não-líquido de Fermi
• Modelo microscópico para FP
• Hamiltoniano da rede Kondo
• Diagrama de fases de Doniach
• Análise de escala e temperatura de coerência
• Medidas de resistividade elétrica sob pressão
• Sistemas de refrigeração
• Criostatos de fluxo de 4He
• Refrigerador de diluição de 3He/4He
• Células de pressão
• Células líquidas
• Célula de Bridgeman
• Célula de bigorna de diamante
• Contatos elétricos nas amostras
• Controle de temperatura e aquisição de dados
• Alguns exemplos
• Composto antiferromagnético CeCoSi3-xGex
• Férmion pesado supercondutor CeCoIn5-xSnx
• Ponto crítico quântico ferromagnético no CePt