ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE ... - UFRJ

Revisão Teórica 18
da suscetibilidade em função da temperatura, pode-se obter a dependência do tempo de
relaxação com a temperatura através da lei de Arrhenius (eq. (2.18)), como está feito em
detalhes no capítulo de resultados.
2.5 Tunelamento Quântico da Magnetização
Um dos grandes marcos em magnetismo molecular foi a descoberta de que a magnetização
de alguns agregados pode não só relaxar através de ativação térmica mas também
tunelando quanticamente através da barreira de energia [14]. Como resultado, as curvas
de histerese apresentam saltos na magnetização característicos desses efeitos quânticos
como mostra a fig 2.8 para o caso particular do Fe 8 [28].
Figura 2.8: Curvas de histerese para um monocristal de Fe 8 para diferentes temperaturas,
evidenciando os efeitos do tunelamento quântico [28].
Para entender o fenômeno de tunelamento quântico é fundamental utilizar o formalismo
da mecânica quântica. Garanin utilizou em particular uma aproximação perturbativa
para mostrar que o tunelamento ocorre em uma faixa de energia bastante estreita (∆ s )
quando um sistema de spin S é descrito pela Hamiltoniana
H = −DS 2 z + BS 2 y, (2.27)
com D >> B [29]. Para a aproximação de Garanin, ∆ s para um nível quântico m é dado
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