Simulación numérica de fenómenos magnéticos y eléctricos en manganitas compuestas por tierras raras

Abstract

Se desarrolló un nuevo método para simular la magnetorresistencia colosal en las manganitas compuestas por tierras raras mediante el modelo de Kronig-Penney-Ising. El método se basa en el cálculo exacto de la resistividad para una configuración de espines generada por un algoritmo híbrido de Monte Carlo para el modelo de Ising. Los resultados de simulación para la resistividad en función de temperatura mostraron que el máximo de la resistividad se presenta a una temperatura menor que la transición ferromagnético-paramagnético mientras que los resultados experimentales para estos compuestos muestran un pico en la resistividad a la misma temperatura crítica. Se comprobó numéricamente que esta incongruencia es propia del modelo de Kronig-Penney-Ising y no del método desarrollado en este trabajo. Los estudios de simulación anteriores basados en métodos de Monte Carlo no encuentran dicha diferencia. El método desarrollado es, dependiendo del tamaño de la red a simular, diez o más órdenes de magnitud más rápido que los algoritmos tipo Monte Carlo para la resistividad. Esta mejora dramática, permitió simular redes bidimensionales y tridimensionales de hasta 40.000 espines en computadores personales / Abstract: A new method for simulating the Kronig-Penney-Ising model for colosal magnetoresistence in manganites was developed. It is based on the exact expresión for the resistivity of a spin configuration that is generated by a hybrid Monte Carlo algorithm. Resistivity vs temperature results show that the maximum of resistivity occurs at a lower temperature than the ferromagnetic-paramagnetic transition. Experimental results for these kind of compounds show a peak in the resistivity at the same critical temperature. It was proven numerically that this diference is due only to the Kronig-Penney-Ising and not to the method developed in this work. Previous simulation works based on Monte Carlo methods fail to find this difference. The new method is ten or more orders of magnitude faster than previous methods. This dramatic improvement allowed the simulation of two and three dimensional lattices of up to 40.000 spins jusing a personal computer.