Fases topológicas em sistemas fortemente correlacionados com acoplamento spin-órbita

• Processo: 15/16317-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Rodrigo Gonçalves Pereira
• Beneficiário: Willian Massashi Hisano Natori
• Supervisor: Maria Daghofer
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Stuttgart, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 13/00604-3 - Líquidos de spin e isolantes topológicos fortemente correlacionados, BP.DD
• Assunto(s): Magnetismo quântico Líquidos de spin quânticos Interação spin-órbita Férmion de Majorana Isolantes topológicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: acoplamento spin-órbita | Férmions de Majorana | líquidos de spin | magnetismo quântico | Sistemas fortemente correlacionados

Resumo

Líquidos de spin quânticos são sistemas de spins interagentes que permanecem desordenados em temperatura zero devido a fortes flutuações quânticas. Tais sistemas são caracterizados por um exótico espectro de excitações contendo quase-partículas fracionárias e campos de Gauge emergentes. O objetivo deste projeto de doutorado é estudar um modelo teórico para compostos do tipo perovskita dupla que são isolantes de Mott com forte acoplamento spin-órbita. Este é um modelo realista que pode em princípio estabilizar em estado de líquido de spin sem gap com excitações do tipo férmions de Majorana. Para o estágio de pesquisa no exterior, propomos que o candidato irá trabalhar em colaboração com a Profa. Maria Daghofer a fim de investigar as excitações de spin e de orbital do modelo usando uma combinação de métodos analíticos e numéricos. A ideia é procurar por assinaturas claras de comportamento do tipo líquido de spin que poderiam ser observadas em experimentos de espalhamento inelástico de nêutrons e de raio X. Além disso, pretendemos estender os resultados para o caso de elétrons itinerantes no modelo de perovskita dupla e analisar as possíveis transições entre fases topológicas de elétrons fracamente interagentes e a fase de líquido de spin. (AU)