Separação de fase e propriedades de interface em um magneto de gelo frustrado artificial

• Processo: 23/00132-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 11 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 10 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Kleber Roberto Pirota
• Beneficiário: Breno Malvezzi Cecchi
• Supervisor: Nicolas Rougemaille
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut NÉEL, França
• Vinculado à bolsa: 19/23317-6 - Ondas de spin em gelos de spin artificiais formados por ferro- e antiferromagnetos: um novo representante de cristal magnônico, BP.DD
• Assunto(s): Nanomagnetismo Spin
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Artificial spin ice | Interface | Magnetic phase | Phase coexistence | Nanomagnetismo

Resumo

Gelos de spin artificiais são redes de nanoímãs litograficamente padronizadas que se tornaram plataformas experimentais bem estabelecidas para investigar fenômenos cooperativos e exóticos em modelos de redes de spin frustradas. Nanoímãs do tipo Ising arranjados sobre uma rede kagome, conhecido como gelo de spin kagome artificial (GSKA), fornece um diagrama de fase particularmente rico com quatro fases: um paramagneto a altas temperaturas; dois líquidos de spin distintos, as chamadas fases gelo de spin 1 (GS1) e gelo de spin 2 (GS2); e um estado fundamental com ordem de longo alcance (OLA). Trabalhos recentes foram capazes de reprodutivelmente atingir todas as fases não triviais GS1, GS2 e OLA, dando acesso a intrigante física no equilíbrio do GSKA. Neste projeto, gostaríamos de dar um passo a mais e investigar o que acontece quando essas fases são postas em contato. Em particular, o objetivo do projeto é entender até que ponto um líquido de spin pode "cristalizar" quando em contato com um estado magneticamente ordenado ou, reciprocamente, até que ponto uma fase magneticamente ordenada pode "derreter" quando em contato com um líquido de spin. Abordar essas questões exige caracterizar as propriedades de tal interface magnética líquida/sólida e entender seu papel no processo de cristalização/derretimento. Questões similares serão abordadas colocando em contato dois líquidos de spin distintos (SI1 e SI2). Nesse caso, iremos investigar a questão de suas miscibilidades. A abordagem experimental será baseada na fabricação de estruturas de GSKA apresentando uma coexistência de fases, seguindo uma receita desenvolvida recentemente no laboratório anfitrião. Como mostrado abaixo, apesar do projeto ser inovador e desafiador, resultados preliminares foram obtidos, demonstrando a viabilidade da proposta do projeto dentro do período de um ano. (AU)