Excitações elementares em super-redes quasiperiódicas com simetria espelho

In this thesis, we investigated the magnonic and photonic structures that exhibit the so-called deterministic disorder. Speci cally, we studied the effects of the quasiperiodicity, associated with an internal structural symmetry, called mirror symmetry, on the spectra of photonics and magnonics multilayer. The quasiperiodicity is introduced when stacked layers following the so-called substitutional sequences. The three sequences used here were the Fibonacci sequence, Thue-Morse and double-period, all with mirror symmetry. Aiming to study the propagation of light waves in multilayer photonic, and spin waves propagation in multilayer magnonic, we use a theoretical model based on transfer matrix treatment. For the propagation of light waves, we present numerical results that show that the quasiperiodicity associated with a mirror symmetry greatly increases the intensity of transmission and the transmission spectra exhibit a pro le self-similar. The return map plotted for this system show that the presence of internal symmetry does not alter the pattern of Fibonacci maps when compared with the case without symmetry. But when comparing the maps of Thue-Morse and double-time sequences with their case without the symmetry mirror, is evident the change in the pro le of the maps. For magnetic multilayers, we work with two di erent systems, multilayer composed of a metamagnetic material and a non-magnetic material, and multilayers composed of two cubic Heisenberg ferromagnets. In the rst case, our calculations are carried out in the magnetostatic regime and calculate the dispersion relation of spin waves for the metamgnetic material considered FeBr2. We show the e ect of mirror symmetry in the spectra of spin waves, and made the analysis of the location of bulk bands and the scaling laws between the full width of the bands allowed and the number of layers of unit cell. Finally, we calculate the transmission spectra of spin waves in quasiperiodic multilayers consisting of Heisenberg ferromagnets. The transmission spectra exhibit self-similar patterns, with regions of scaling well-de ned in frequency and the return maps indicates only dependence of the particular sequence used in the construction of the multilayer

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Nesta tese, investigamos as estruturas fotônicas e magnônicas que apresentam desordem determinística. Especificamente, estudamos os efeitos da quasiperiodicidade associada com uma simetria interna estrutural, a chamada simetria espelho, sobre os espectros de multicamadas quasiperiódicas fotônicas e magnônicas. A quasiperiodicidade é introduzida quando arranjamos as camadas que compõem a multicamada seguindo as chamadas seqüências substitucionais. As três seqüências usadas aqui foram a seqüência de Fibonacci, Thue-Morse e período duplo, todas com simetria espelho. Com o objetivo de estudar a propagação de ondas de luz nas multicamadas fotônicas, e a propagação das ondas de spin nas multicamadas magnônicas, usamos um modelo teórico baseado no tratamento da matriz transferência. Para a propagação das ondas de luz, apresentamos resultados numéricos que mostram que a quasiperiodicidade associada com uma simetria espelho aumenta consideravelmente a intensidade da transmissão, com os espectros de transmissão exibindo um perfil autosimilar. Os mapas de retorno traçados para esse sistema mostram que a presença da simetria interna não altera o padrão dos mapas para o caso Fibonacci, quando comparado com o caso sem simetria. Mas quando comparamos os mapas das seqüências de Thue-Morse e período duplo, com os respectivos caso sem simetria espelho, fica evidente que a simetria altera o perfil dos mapas. Para as multicamadas magnéticas, trabalhamos com dois sistemas diferentes: multicamadas compostas de um metamagneto e um material não magnético, e multicamadas compostas de dois ferromagnetos cúbicos de Heisenberg. No primeiro caso, os cálculos foram realizados no regime magnetostático e calculamos a relação de dispersão das ondas de spin para o material metamagnético FeBr2. Mostramos o efeito da simetria espelho nos espectros das ondas de spin, e fizemos a análise da localização das bandas de volume, e das leis de escala entre a largura total das bandas permitidas e o número de camadas que compõem a célula unitária. Finalizando, calculamos os espectros de transmissão das ondas de spin nas multicamadas quasiperiódicas formadas por ferromagnetos de Heisenberg. Os espectros de transmissão exibem padrões auto-similares, com regiões de escalonamento bem definidas em freqüência, e os mapas de retorno indicam dependência somente da seqüência particular usada na construção da multicamada