Caracterizando propriedades termomagnéticas e excitações de campo cristalino em pirocloros de terras-raras candidatos a estados fundamentais fortemente correlacionados

• Processo: 25/01609-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Rafael Sá de Freitas
• Beneficiário: Pedro Lucas Oliveira Silva
• Supervisor: Henrik Moodysson Ronnow
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Suíça
• Vinculado à bolsa: 23/12679-0 - Desordem estrutural em novos materiais magnéticos geometricamente frustrados candidatos a Líquidos de Spin Quântico, BP.DD
• Assunto(s): Teoria do campo cristalino Desordem Frustração magnética Terras raras Magnetismo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campo cristalino | Desordem | frustração magnética | pirocloros | Spin Líquido Quântico | Terras-Raras | Magnetismo

Resumo

A realização experimental de fases quânticas, como a fase de Líquido de Spin Quântico, é, atualmente, um tópico central na física da matéria condensada. Sob esse contexto, esse projeto almeja investigar a desordem como um parâmetro para alcançar novos estados fundamentais magnéticos fortemente correlacionados. Isso será feito em magnetos frustrados de compostos da família pirocloro, de fórmula A2B2O7, onde A3+ é um íon de terra-rara e B4+ é um de metal de transição, que possui um histórico bem estabelecido de comportamentos exóticos em baixas temperaturas. Seis hafnatos (A2Hf2O7) e um zirconato (Ho2Zr2O7) já foram sintetizados. A caracterização estrutural mostrou que a maior partes desses compostos possui estrutura de fluorita desordenada. Dinâmica de spins e excitações de campo cristalino, duas propriedades que são significativamente afetadas pela desordem, serão estudadas por meio de medidas macroscópicas e locais. As implicações da desordem nos pirocloros ganharam atenção apenas recentemente, que passou a ser considerada uma propriedade fundamental para a total compreensão dos comportamentos exóticos observados nesses sistemas. Planejamos estudar sistematicamente esses materiais por meio de medidas de susceptibilidade magnética, calor específico e, localmente, espalhamento de nêutrons, uma técnica indispensável para o estudo de materiais magnéticos.