Desordem estrutural em novos materiais magnéticos geometricamente frustrados candidatos a Líquidos de Spin Quântico

• Processo: 23/12679-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Rafael Sá de Freitas
• Beneficiário: Pedro Lucas Oliveira Silva
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01609-6 - Caracterizando propriedades termomagnéticas e excitações de campo cristalino em pirocloros de terras-raras candidatos a estados fundamentais fortemente correlacionados, BE.EP.DD
• Assunto(s): Baixa temperatura Terras raras Magnetismo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: baixas temperaturas | Hafnatos | Magnetismo frustrado | pirocloros | Spin Líquido Quântico | Terras-Raras | Magnetismo

Resumo

Nesse projeto investigaremos diversos materiais da família A2B2O7 (com estruturas magneticamente frustradas como a pirocloro ou fluorita), onde A é um íon 3+ do tipo terra-rara e B um metal de transição 4+ (Zr, Ti, Hf...). Aliando efeitos de desordem estrutural e frustração magnética, essa classe de materiais atrai grande interesse da comunidade científica internacional pela extensa diversidade de comportamentos exóticos em baixas temperaturas. Em especial, a comprovação da existência do estado líquido de spin quântico desponta como um dos grandes paradigmas experimentais a se superar na área de materiais magnéticos, sendo que alguns candidatos a esta fase fazem parte da família A2B2O7. Serão sintetizados Hafnatos A2Hf2O7 (A=La, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er), Pr2(Sn2-xPrx)O7 e Pr2(Zr2-xPrx)O7 e Ho2Zr2O7 utilizando a técnica de reação de estado sólido e uma rota química alternativa, a técnica de sol-gel. O estudo das propriedades físicas será feito por diversas técnicas incluindo difração de Raios-X, absorção de Raios-X, microscopia eletrônica, espalhamento Raman, magnetização, susceptibilidade magnética AC, calor específico e espalhamento de nêutrons.