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The motivation of this thesis is to understand the ferromagnetic properties of LaCoO3 strained films. For this purpose, we will make use of Monte Carlo simulations, as well as an Extended Ising model directly derived from microscopic theory. Firstly, the most important features of our Heat Bath algorithm and the data analysis techniques employed for the correct treatment of correlated data will be presented. Then, starting from the simplest models, we will perform numerical simulations using a Julia environment to study the macroscopic quantities of our systems and benchmark them with the theoretical expressions. In order to interpret the outcome of the simulations for our Extended Ising model, we will develop a mathematical model based on the mean field theory that reproduces the physical behaviour of the system. Furthermore, based on our results, we will discuss that an additional 3D interaction term is required to obtain a net polarization in both two and three-dimensional structures, and we will postulate the 4s interaction as the origin of ferromagnetism in LaCoO3 films. La motivación de esta tesis es comprender las propiedades ferromagnéticas del LaCoO3 en películas tensas. Para ello, haremos uso de simulaciones Monte Carlo, así como un modelo de Ising extendido directamente derivado de la teoría microscópica. En primer lugar, se presentarán las características más importantes de nuestro algoritmo Heat Bath y las técnicas empleadas para el correcto tratamiento de los datos correlacionados. Luego, partiendo de los modelos más simples, realizaremos simulaciones numéricas usando un entorno de Julia para estudiar las cantidades macroscópicas de nuestros sistemas y compararlas con las expresiones teóricas. Para interpretar el resultado de las simulaciones en nuestro modelo de Ising extendido, desarrollaremos un modelo matemático basado en la teoría del campo medio que reproduce el comportamiento físico del sistema. Además, en base a nuestros resultados, discutiremos que se requiere una interacción 3D adicional para obtener una polarización neta en las estructuras tanto en dos como en tres dimensiones y postularemos la interacción 4s como el origen del ferromagnetismo en películas de LaCoO3. La motivació d'aquesta tesi és entendre les propietats ferromagnètiques del LaCoO3 en pel·lícules tenses. Per a això, farem ús de les simulacions de Monte Carlo, així com un model de Ising estès derivat directament de la teoria microscòpica. En primer lloc, es presentaran les característiques més importants del nostre algorisme de Heat Bath i les tècniques emprades per al correcte tractament de les dades correlacionades. Després, partint dels models més senzills, realitzarem simulacions numèriques utilitzant un entorn de Julia per estudiar les magnituds macroscòpiques dels nostres sistemes i compara'ls amb les expressions teòriques. Per interpretar el resultat de les simulacions per al nostre model Ising estès, desenvoluparem un model matemàtic basat en la teoria del camp mitjà que reprodueix el comportament físic del sistema. A més, a partir dels nostres resultats, discutirem que es requereix un terme de interacció 3D addicional per obtenir una polarització neta en estructures tant en dos com en tres dimensions, i postularem la interacció 4s com l'origen del ferromagnetisme a les pel·lícules LaCoO3. |
