Contribuição magnetoelástica para as constantes elásticas do térbio monocristalino

Nós investigamos o comportamento das constantes elásticas de 2ª ordem do térbio monocristalino, com o estado de magnetização do material, em campos magnéticos de até 73 kOe, entre 4,2 e 300 K, intervalo que inclui 3 tipos de ordem magnética: ferromagnética ( T < 221 K ), antiferromagnética helicoidal ( 221 K< T <229 K ) e paramagnética ( T > 229 K ). As constantes elásticas foram determinadas com técnicas de ultrasom e as curvas de magnetização foram obtidas com magnetômetro de amostra vibrante, na mesma amostra. Nós, desenvolvemos um modelo para calcular a dependência das constantes elásticas com a magnetízação, em que as interações magnetoelásticas são tratadas até 2ª ordem nas deformações e a energia elástica de 3ª ordem não é desprezada. Nós aplicamos este modelo a região paramagnética e os resultados experimentais observados indicam que este tratamento é adequado. Para analisar qualitativa e quantitativamente os resultados deste modelo, nós desenvolvemos um modelo numérico em que, para evitar o tratamento com um número muito grande de constantes de acoplamento magnetoelástico. fazemos muitas aproximações. Com isso, passamos a buscar uma descrição apenas qualitativa dos resultados observados, no que somos bem sucedidosWe have investigated the behavior of the 2nd order elastic constants of single-crystal terbium, with the state of magnetization of the material, in magnetic fields up to 73 kOe, between 4.2 and 300 K, range that includes 3 kinds of magnetic ordering: ferromagnetic , helical antiferromagnetic ( T< 221 K ) and paramagnetic (221 K < T < 229 K ) and paramagnetic ( T > 229 K ). The elastic constants were determined with ultrasonic techniques and the magnetization curves were obtained with a vibrating sample magnetometer, in the same sample. We develop a model to calculate the dependence of the elastic constants on magnetization, in which the magnetoelastic interactions are treate up to 2nd order in the strains and the 3rd order elastic energy is not neglected. We apply this model to the paramagnetic region and the observed experimental results indicate that this treatment is adequate. To analise qualitative and quantitatively the results of this model. we develop a numerical model in which, to avoid treating a very large number of magnetoelastic coupling constants, we make many aproximations. With this, we search for just a qualitative description of the observed results, in which we are successfu