Láminas de 3He líquido sobre sustratos adsorbentes : propiedades estructurales y dinámicas

• Autores: Calbi, María de las Mercedes
• Año de publicación: 1999
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Hernández, Susana
• Materia: MATERIA CONDENSADA; LIQUIDOS CUANTICOS; LAMINAS DE HELIO; FISICA DE SUPERFICIES; SISTEMAS DE BAJA DIMENSION; HELIO 3 Y 4; CONDENSED MATTER; QUANTUM LIQUIDS; HELIUM FILMS; SURFACE PHYSICS; LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS; HELIUM 3 AND 4
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En esta Tesis se presenta una descripción detallada de las propiedades deequilibrio y de los estados excitados de láminas de 3He adsorbidas sobre distintossustratos cristalinos planos. El marco teórico dado por las funcionalesde la densidad permite considerar de manera unificada tanto los efectos deconfinamiento e inhmogeneidad impuestos por la superficie adsorbente comolos efectos propios de la interacción entre los átomos de helio. El analisis general de las propiedades estructurales de la láminas da lugara la formulación de un modelo que capta las características esenciales quedeterminan su comportamiento termodinamico. En particular, permite interpretara las laminas de bajo cubrimiento como sistemas efectivos bidimensionalescuyos parametros pueden deducirse de manera unívoca. Se presenta,el ejemplo de una, suhmonocapa de 3He adsorbida sobre grafito. Con la interacción efectiva residual y las propiedades del espectro de cuasipartículadeducidas a partir de la funcional, se lleva a cabo el estudio de lasexcitacioues en la Aproximación de Fases al Azar. Analizando los casos deuna monocapa, formada sobre sustratos de poder adsorbente muy diferente (Cesio y Grafito) puede interpretarse la naturaleza de las excitaciones colectivasencontradas y determinarse la influencia de las características geométricassobre la interacción efectiva. La evolución de este comportamiento al aumentarel cubrimiento se investiga a partir del caso de una multicapa formadasobre cesio. De esta manera, se ha predicho, por primera vez, el espectro de excitacionesde láminas de 3He adsorbidas en sustratos, teniendo en cuentaexplícitamente que constituyen sistemas tridimensiouales inhomogóneos comoconsecuencia del confinamiento en una dimensión espacial impuesto por elsustrato.
In this Thesis we present a detailed description of equilibrium propertiesand excitations of films of liquid 3He adsorbed upon different crystalline planesubstrates. The theoretical frame provided by density functional theory allowsthe uniÍied consideration of the effects of confinement and inhomogeneityimposed by the adsorbing surface together with the intrinsic effects of theinteraction among helium atoms. The general analysis of the structural properties of the films makes roomto the formulation of a model that captures the essential characteristics ofthe structural properties and thermodynamic behavior. In particular, it ispossible to regard low coverage films as effective two dimensional systems,whose parameters can be derived unambiguously. As an illustration, weinvestigate the case of a submonolayer of 3He adsorbed on graphite. With the effective residual interaction and the properties of the quasiparticlespectrum derived from the chosen density functional, we compute theexcitations in the frame of the Random Phase Approximation. Analyzingthe special situation of a monolayer on adsorbers of very different adsorbingpower (cesium and graphite) we can interpret the nature of the existingcollective excitations and determine the influence of the geometrical featuresof the film upon the effective quasiparticle interaction responsible of theseoscillations. The evolution of this behavior as the areal coverage is increasedis investigated starting from a submonolayer adsorbed on Cs. In this way, we have theoretically predicted, for the first time, the excitationspectrum of films of liquid 3He, adsorbed on substrates, stressing thefact that due to the spatial confinement along the direction transverse tothe substrate plane, these films constitute truly threedimensional, inhomogeneousquantum liquids.
Fil: Calbi, María de las Mercedes. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.