Töltés, spin és pálya szabadsági fokokkal rendelkező frusztrált elektronrendszerek egzotikus fázisai és gerjesztései = Exotic phases and excitation in frustrated electron systems with charge, spin and orbital degrees of freedom

Penc, Karlo and Fazekas, Patrik and Radnóczi, Katalin and Romhányi, Judit (2009) Töltés, spin és pálya szabadsági fokokkal rendelkező frusztrált elektronrendszerek egzotikus fázisai és gerjesztései = Exotic phases and excitation in frustrated electron systems with charge, spin and orbital degrees of freedom. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 49607_ZJ1.pdf Download (485kB)

Abstract

Erősen frusztrált töltés- és spin-rendszereket vizsgáltunk piroklór rácson, melyekben az alapállapot makroszkopikusan elfajult. Valamint a másodlagos kölcsönhatások szerepét ezen elfajulás feloldásában. - Meghatároztuk egy korrelált elektronrendszer fázisdiagramját planáris piroklór rácson. Negyed-betöltésnél az alapállapot rezonáló szinglett kristály. Dópolás hatására szupravezetővé válik. - Megmutattuk, hogy a kvantum-dimer modellben gyémántrácson (ill. korrelált spinnélküli-fermion modellben piroklór rácson) résnélküli folyadék állapot jön létre véges paramétertartományban. - A króm-spinelekben észlelt feles mágnesezettségi plató megértéséhez vezethet a klasszikus bilineáris-bikvadratikus Heisenberg-modell tanulmányozása piroklór rácson. Megvizsgáltuk a plató stabilitásának feltételeit. Monte-Carlo szimuláció segítségével feltérképeztük a modell fázisdiagramját a hőmérséklet és mágneses tér függvényében, valamint felvázoltuk a mágnesezettség és szuceptibilitás hőmérsékletfüggését. Egymással versengő kölcsönhatások is vezethetnek frusztrációhoz: - Feltérképeztük a bilineáris-bikvadratikus egyes-spinű háromszögrács Heisenberg-modell fázisdiagramját mágneses térben, különös tekintettel a kvadrupoláris fázisokra és azok gerjesztéseire. - Megmutattuk, hogy a Dzjaloshinskij-Moriya kölcsönhatás lényegesen megváltoztatja a feles-spinű Heisenberg létrák fázisdiagramját mágneses térben. | We studied highly frustrated charge and spin pyrochlore systems, where the ground state is macroscopically degenerate, and the effects of secondary interactions in lifting this degeneracy: - We determined the phase diagram of a correlated electronic model on the planar pyrochlore lattice. At quarter filling the ground state is a resonating singlet-pair crystal. Upon doping, we found an extended window for superconducting pairing. - We have shown that the quantum dimer model on diamond lattice (i.e. correlated spinless fermion problem on the pyrochlore lattice) can support a gapless liquid state in a finite parameter range. - The classical bilinear-biquadratic Heisenberg model on pyrochlore lattice is a good starting point to understand the half-magnetization plateau in chromium spinels. We have deduced the criteria for a stable plateau. Monte-Carlo simulation revealed the finite-temperature phase diagram in magnetic field, and the temperature dependence of the magnetization and susceptibility. Frustration can also be introduced by competition between different interaction terms: -We have mapped out the phase diagram of the spin-one bilinear-biquadratic Heisenberg model on the triangular lattice in a magnetic field, with emphasis on the quadrupolar phases and their excitations. -We show that Dzyaloshinskii-Moriya interactions can substantially modify the phase diagram of spin-1/2 Heisenberg ladders in a magnetic field.

Actions (login required)

Edit Item