Influencia de espines en la conductividad eléctrica de cuasicristales icosaédricos: el caso de Al64 Cu23 Fe13

Abstract

En el presente trabajo se analiza la influencia del espín electrónico sobre la dependencia de la conductividad eléctrica con la temperatura (en particular a bajas temperaturas; es decir, menor 90 K), para el caso del cuasicristal icosaédrico monocristalino Al64Cu23Fe13. El estudio de dicha influencia se realizó dentro del marco de la teoría de respuesta lineal. Es así que proponiendo un modelo fenomenológico del tipo gaussiano para la contribución de los espines a la conductividad espectral se determina el coeficiente cinético L11 el cual permite, a la vez, determinar la dependencia de la conductividad eléctrica con la temperatura. Dicho cálculo fue realizado tanto numérica como analíticamente. Luego, considerando la regla inversa de Matthiessen, la cual es válida para cuasicristales, se le adicionó al término anterior una expresión analítica para la conductividad eléctrica (tomada de la Ref. [Landauro 03]) que considera tanto el criterio de estabilización Hume-Rothery como efectos de hibridización entre estados sp de aluminio y d de hierro, pero no efectos de espines. De este modo se obtiene una expresión analítica para la conductividad eléctrica total la cual se encuentra en buen acuerdo con los resultados numéricos y con los valores experimentales (tomados de la Ref. [Dolinˇsek 07]). Más aún, dicha relación predice un mínimo en la conductividad eléctrica a la temperatura de 19.4 K que esta en buen acuerdo con el valor experimental de 21 K.

-- The influence of the electronic spin on the temperature-dependent conductivity (in particular at low temperatures; i.e. less 90 K) is analyzed for the case of the monocrystalline icosahedral Al64Cu23Fe13 quasicrystal. Within the framework of the linear response theory and after proposing a phenomenological model of Gaussian-type for the contribution of spins to the spectral conductivity I calculate the kinetic coefficient L11 which allows us to determine the temperaturedependent conductivity. This calculation was carried out numerically and analytically. Then, considering the inverse Matthiessen rule (valid for quasicrystals) the previous result is added to an analytical expression for the conductivity (taken from Ref. [Landauro 03]) that considers both, the Hume-Rothery stabilization criterium, and hybridization effects between sp states of aluminium and d states of iron, but no effects due to the spins. In this way an analytical expresión for the total conductivity is obtained which is in good agreement with the numerical calculations and the experimental values (taken from Ref. [Dolinˇsek 07]). Moreover, such analytical relation predicts a conductivity minimum around the temperature of 19.4 K, also in good agreement with the experimental value of 21 K.