Korrelált elektronrendszerek fázsiátalakulásainak elméleti és NMR kisérleti vizsgálata  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
62280
típus K
Vezető kutató Penc Karlo
magyar cím Korrelált elektronrendszerek fázsiátalakulásainak elméleti és NMR kisérleti vizsgálata
Angol cím Phase transitions in correlated electron systems: Theory and NMR experiments
magyar kulcsszavak mágneses és elektromos multipól rendeződés
angol kulcsszavak magnetism, multipolar order, low spin high spin transition
megadott besorolás
Szilárdtestfizika (Matematikai, Fizikai, Kémiai és Mérnöki Tudományok)100 %
zsűri Fizika
Kutatóhely Elméleti Szilárdtestfizikai Osztály (MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet)
résztvevők Bokor Mónika Zsuzsanna
Fazekas Patrik
Kiss Annamária
Kriza György
Matus Péter
Radnóczi Katalin
Romhányi Judit
projekt kezdete 2006-02-01
projekt vége 2009-12-31
aktuális összeg (MFt) 12.600
FTE (kutatóév egyenérték) 6.15
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A legegyszerűbb kollektiv jelenség a permanens mágneses dipólok ferromágneses
rendeződése. Az alacsony-spin-magas-spin-tipusú átalakulások adták az első példát
indukált momentumok mágnességére, mikoris a rendeződő momentumok léte csak
annak köszönhető, hogy azután rendezetté válnak. Ez az átalakulásnak erős
kapcsolás-szerű jelleget ad. A kölcsönható elektron-rendszerek különböző fázisai
közötti átmenetek (kapcsolások) érzékenyek a külső terekre, és fénnyel illetve
árammal is előidézhetők. A mai felfogás szerint az alacsony/magas "spin" nem
feltétlenül szószerint spin, hanem lehet valamilyen magasabb momentum
(kvadrupól, oktupól, stb.) is. Terveink részben kisérleti, részben elméleti jellegűek.
NMR méréseket fogunk végezni, hogy bizonyos alacsony-spin-magas-spin átalakulások
természetére fényt deritsünk. Kiterjedt elméleti vizsgálatokat tervezünk az anyag
alacsony ill. magas multipólmomentumú állapotai közötti átmenetek leirására.
angol összefoglaló
In the simplest theory of cooperative phenomena, pre-existing moments order
to form a ferromagnet. Low-spin-high-spin transitions give the simplest
example of the ordering of interaction-induced moments, when the ordering
entities come into existence thanks to the order in which they participate.
This aspect gives the phase transition the appearance of a strong switching
phenomenon. Switching between different phases of correlated electron
systems is strongly influenced by external fields, and can be induced by light
or electric current, as well as temperature. In our contemporary understanding,
the high ?spin? need not be actually spin, but can be a higher multipole (quadrupole,
octupole, etc.) as well. We plan NMR experiments to shed light on the nature
of ordering in several low-spin-high-spin systems, and use a range of
theoretical techniques to study the transition between low-moment and
high-moment states of matter.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Elméleti vizsgálatainkban az kérdeztük, hogyan vezethetnek a geometriai kényszerek, a magasabb spinkicserélődés, illetve az anizotróp kölcsönhatások szokatlan tulajdonságú mágneses fázisokhoz. Megmutattuk, hogy 1-es spinű kvantumrendszerekben nemmágneses, mégis O(3) szimmetriát sértő kvadrupoláris rend jöhet létre bikvadratikus kölcsönhatás jelenlétében háromszög- és négyzetrácson. Az erősen frusztrált piroklór rácson klasszikus spinekre megmutattuk, hogy a bikvadratikus tag együtt az elsőszomszéd Heisenberg-kölcsönhatással nematikus fázist eredményezhet algebrai spinkorrelációkkal. Kiterjedt Monte-Carlo-szimulációkkal megmutattuk egy valódi gap nélküli spinfolyadék létezését kvantumdimer-rendszerekben. Továbbfejlesztettük 9 T-s szilárdtest-NMR spektrométerünket egy korszerű rádiófrekvenciás konzol üzembehelyezésével és számos a molekuláris mágnesek és kapcsolók családjába tartozó cianid-hidas átmenetifém-komplex NMR tulajdonságait vizsgáltuk. Berlini kék analóg vegyületben az átmeneti fémion-összetétel függvényében változó mágneses tulajdonságokat követtük a kristályvíz protonjait felhasználva. Kvázi kétdimenziós ferromágneses vegyületben szerkezetileg azonosítottuk és jellemeztük a különböző eredetű (víz ill. szerves) protonjeleket. Egy másik NMR vizsgálatunkban sikeresen leírtuk egy izolált kubán molekula proton-NMR spektrumát a kölcsönható 8-spin rendszer Hamilton-operátorának numerikus diagonalizálásával.
kutatási eredmények (angolul)
On the theoretical side, we have studied how geometrical, higher spin exchange, or DM interaction induced frustration can lead to exotic phases. We found nonmagnetic, yet O(3) breaking quadrupolar phases in quantum spin-one system with biquadratic exchange on triangular and square lattices. On the highly frustrated pyrochlore lattice with classical spins, we have shown that biquadratic term next to a nearest neighbor Heisenberg exchange may stabilize nematic order with algebraic decay of spin correlations. Using Monte-Carlo simulations, we have shown the appearance of a true gapless spin-liquid state in three-dimension on a quantum-dimer model. We have shown that the anisotropy may induce Ising-like degeneracy in dimer systems. On the NMR side, we have installed a new radiofrequency console in our 9-T solid state NMR spectrometer. We have investigated cyanide-bridge transition metal complexes belonging to the family of molecular magnets and switches. Using the proton signals of the water in the lattice, ee have traced the changes of magnetic properties due to changing transition metal ion composition in a Preussian blue analogue compound. We identified and characterized from structural aspects the proton signals of different origin (water or organic) in a quasi two-dimensional ferromagnetic compound. In another NMR study, we have successfully modelled the proton NMR line shape of isolated cubane molecules with exact diagonalization of the interacting 8-spin Hamiltonian.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62280
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Laeuchli A; Mila F; Penc K: Quadrupolar Phases of the S=1 Bilinear-Biquadratic Heisenberg Model on the Triangular Lattice, Physical Review Letters 97: 087205/1-4, 2006
Fazekas P; Barisic N; Kézsmárki I;Demko L; Berger H; Forró L; Mihály G: Magnetic-field-induced transition in BaVS3, Physical Review B 75: 153103, 2007
Zentkova M; Arnold Z; Mihalik M; Bokor M; Zentko A; Matas S; Kamarad J; Mitroova Z: Ternary Prussian blue analogs-effect of pressure and NMR spectroscopy, benyújtva, 2007
Mila F; Vernay F; Ralko A; Becca F; Fazekas P; Penc K: The emergence of Resonating Valence Bond physics in spin-orbital models, J. Phys.: Condens. Matter 19: 145201/1-9, 2007
Fazekas P; Penc K; Radnóczi K; Barišic N; Berger H; Forró L; Mitrović S;Gauzzi A; Demkó L; Kézsmárki I; Mihály G: The electronic structure and the phases of BaVS3, J. Magn. Magn. Mater. 310, 928-934, 2007
Shannon N; Ueda H; Motome Y; Penc K; Shiba H; Takagi H: Half-magnetization plateaux in Cr spinels, J. Phys.: Conf. Ser. 51,: 31-38, 2006
Penc K; Shannon N; Motome Y; Shiba H: Symmetry considerations on the magnetization process of the Heisenberg model on the pyrochlore lattice, J. Phys.: Condens. Matter 19: 145267/1-9, 2007
Poilblanc D; Penc K; Shannon N: Doped singlet-pair crystal in the Hubbard model on the checkerboard lattice, Phys. Rev. B 75, 220503(R)/1-4, 2007
Penc K; Fouet JB; Miyahara S; Tchernyshyov O; Mila F: Ising phases of Heisenberg ladders in a magnetic field, Phys. Rev. Lett. 99, 117201/1-4, 2007
Bunemann J; Javorne-Radnoczi K; Fazekas P; Gebhard F: Orbital order in degenerate Hubbard models: a variational study, J. Phys.: Condens. Matter 19: 326217/1-9, 2007
Bokor M; Tompa K; Kiss LF; Zentková M; Zentko A; Mihalik M; Maťaš S; Mitróová Z: 1H NMR on (NixMn1-x)3[Cr(CN)6]2·nH2O, Acta Physica Polonica A 113, 485-488, 2008
Bokor M; Matus P; Bánki P; Kriza G; Tompa K; Kováts É; Pekker S; Bényei G; Jalsovszky I: 1H NMR spectrum and spin-lattice relaxation in C60C8H8, Phys. Status Solidi (b) 245, 2010-2012, 2008
Bozi D; Carmelo JMP; Penc K; Sacramento PD: The TTF finite-energy spectral features in photoemission of TTF-TCNQ: the Hubbard-chain description, J. Phys.: Condens. Matter 20, 022205/1-5, 2008
Carmelo JMP; Bozi D; Penc K: Dynamical functions of a 1D correlated quantum liquid, J. Phys.: Condens. Matter 20, 415103/1-17, 2008
Matus P; Bokor M; Kriza G; Kováts É; Pekker S; Domján A; Durkó G; Jalsovszky I: 13C NMR investigation of fullerene-cubane C60·C8H8 cocrystals, Physica Status Solidi B 246, 2764 - 2766, 2009
Kováč J; Zentková M; Bokor M; Mihalik M; Kavečanský V; Mitróová Z; Zentko A; Pekker A; Kamarás K: Magnetic properties and 1H NMR spectroscopy of TM22+[WIV(CN)8]·nH2O, Physica Status Solidi C: Conferences, 3 (1), 130-133, 2006
Sikora O; Pollmann F; Shannon N; Penc K; Fulde P: Quantum liquid with deconfined fractional excitations in three dimensions, Phys. Rev. Lett. 103, 247001/1-4, 2009
Lante V; Rousochatzakis I; Penc K; Waldmann O; Mila F: Field-induced magnetoelastic instabilities at level crossings in antiferromagnetic molecular wheels, Phys. Rev. B 79, 180412(R)/1-4, 2009
Shannon N; Penc K; Motome Y: Nematic, vector-multipole, and plateau-liquid states in the classical O(3) pyrochlore antiferromagnet with biquadratic interactions in applied magnetic field, Phys. Rev. B, elfogadva (arXiv:1001.0270v1 [cond-mat.str-el]), 2010
Penc K; Läuchli A: Spin Nematic Phases in Quantum Spin Systems, in `Introduction to Frustrated Magnetism', Springer Series in Solid-State Sciences, Vol. 164, eds. C. Lacroix, F. Mila, and P. Mendels, megjelenés alatt, 2010




vissza »