Espalhamento inelástico de raio X como uma sonda para excitações magnéticas em arseniatos de ferro e além

• Processo: 16/22471-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 17 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 16 de junho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Fernando Assis Garcia
• Beneficiário: Fernando Assis Garcia
• Pesquisador Anfitrião: Johan Chang
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Zurich (UZH), Suíça
• Assunto(s): Supercondutividade Susceptibilidade magnética Técnicas de espalhamento de raios X Espalhamento inelástico de raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campo cristalino | Espalhamento de raio X | Excitações magnéticas | Supercondutividade | Sistemas fortemente correlacionados

Resumo

O espalhamento de raios x próximo a condição de ressonância permite o estudo preciso de propriedades estruturais e elemento específico em sistemas de estado sólido. Em princípio, a componente inelástica do processo de espalhamento contém informação valiosa sobre as diversas excitações no sólido sob investigação. Desenvolvimentos recentes na tecnologia das linhas de luz síncrotron tornaram possíveis estas explorações por meio de técnicas de raios X, o que antes era reservado apenas ao estudo por espalhamento de nêutrons, que envolvem uma série de dificuldades experimentais. Estas excitações são importantes pois relacionam-se com o surgimento de diversos fenômenos, dentre os quais supercondutividade e propriedades topológicas de bandas, ambos centrais no contexto da Física de sistemas de elétrons correlacionados. O presente projeto propõe a investigação de sistemas de eletrônicos 3d e 4f correlacionados por meio de espalhamento inelástico ressonante de raio X (RIXS). Nosso propósito é caracterizar a conguração e excitações dos orbitais 3d do Fe no arsenato de ferro BaFe2ÀýxMnxAs2, assim como os orbitais 4f do Ce na skutteruditeCeFe4P12. No caso dos arsenatos de ferro, procuraremos entender o papel de momentos locais em congelar o estado supercondutor, como observado nas amostras nas quais o Fe é parcialmente substituído por Mn. Esta informação é considerada chave para o entendimento do papel de excitações magnéticas no contexto da supercondutividade nos arsenatos. No caso da skutterudite, nosso objetivo é investigar a simetria do estado fundamental de campo cristalino e suas excitações magnéticas, para depois conectar estes resultados com a topologia de sua estrutura eletrônica. Não menos importante, é também o objetivo do presente projeto adicionar ao nosso portfólio de experimentos novas técnicas baseadas em raios-X, tendo em mente a instrumentação de alta qualidade que teremos disponível na fonte de luz Sirius, a ser disponibilizada em breve. O cronograma geral do projeto cobre um ano e meio de atividades (experimentos, análise de dados e apresentação dos resultados), incluindo um período de um ano de estadia na Universidade de Zurique para experimentos e análise de dados. (AU)