Magnetic properties of rare-earth A2Ir207 pyrochlore iridates
| Thesis title in Czech: | Magnetické vlastnosti vzácnozeminných iridiových pyrochlorů A2Ir207 |
|---|---|
| Thesis title in English: | Magnetic properties of rare-earth A2Ir207 pyrochlore iridates |
| Key words: | iridiové pyrochlory|syntéza z fluxu|magnetizace|měrné teplo|neutronový rozptyl|mionová spinová resonance|struktura all-in-all-out|krystalopolní excitace |
| English key words: | pyrochlore iridates|synthesis from flux|magnetization|specific heat|neutron scattering|muon spin rotation|all-in-all-out structure|crystal field excitations |
| Academic year of topic announcement: | 2016/2017 |
| Thesis type: | rigorosum thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Milan Klicpera, Ph.D. |
| Author: | |
| Date of electronic submission: | 21.02.2022 |
| Date of submission of printed version: | 21.03.2022 |
| Opponents: | Mgr. Martin Kempa, Ph.D. |
| Romain Sibille | |
| Guidelines |
| - studium literatury a pochopení problematiky
- příprava vzorků a jejich charakterizace - měření objemových vlastností a zejména pak magnetických excitací neutronovým rozptylem |
| References |
| články v odborné literatuře |
| Preliminary scope of work |
| Kontrola spinových proudů v materiálu užitím proudění náboje (spinový Hallův jev) nebo naopak (inverzní spinový Hallův jev) je přirozeně velmi zajímavá pro technické aplikace. Nezbytným předpokladem pro existenci takových jevů je přítomnost silné spin-orbitální interakce (SOI) v materiálu. SOI je relativistický jev související se vzájemným působením spinového a orbitálního momentu elektronu v atomu. SOI je považována za slabou poruchu v lehkých prvcích, nicméně se stává silnější s rostoucím atomovým číslem (jako Z4). V prvcích s 5d elektrony dosahuje stejného významu jako elektronové korelace, což vede k celé řadě exotických fyzikálních jevů: axion izolátory, Weylovy polokovy, topologické Mottovy izolátory, frustrované a složité magnetické struktury nebo spinové kapaliny. V posledních letech bylo studováno několik krystalografických systémů s vhodnou symetrií a značnou spin-orbitální interakcí, mezi nimi pyrochlory R2T2O7, kde R = vzácná zemina a T = prvek s 5d elektrony (speciálně iridium), na které se zaměřuje navrhovaná práce.
Navrhovaná práce zahrnuje přípravu vzorků, jejich strukturní a fázovou analýzu, studium jejich objemových a mikroskopických vlastností za použití řady experimentálních technik, včetně rozptylu synchrotronového záření a neutronů. Studium magnetických struktur, magnetických excitací a spin-orbitální interakce ve sloučeninách R2T2O7 tvoří hlavní cíl práce, jež by měla přispět k lepšímu pochopení mikroskopických mechanizmů stojících za pozorovaným chováním. |
| Preliminary scope of work in English |
| The control of a spin current in material via charge current (spin Hall effect, SHE) or vice versa (inverse SHE, ISHE) is naturally attractive to technical applications. A necessary prerequisite for such effects is the presence of strong spin-orbit coupling (SOC) in the material. SOC is a relativistic effect providing the interaction between electron spin and orbital angular momentum in the atom. It is considered a small perturbation in light elements, but rapidly becomes stronger with increasing atomic number of the element (Z4). Consequently, both the SOC and electron correlations are expected to have similar strength in 5d elements, which leads to a spectrum of new exotic physical phenomena: axion insulator, Weyl semi-metal, topological Mott insulator, frustrated and complex magnetic structures or spin-liquid state. Several promising crystallographic families with adequate symmetry conditions and a sizeable correlated SOC regime have been proposed in very recent years. Among them the proposed work focuses on R2T2O7 pyrochlores, where R = rare-earth and T = 5d element, in particular iridium.
The work includes sample preparation, their structural and phase characterization, investigation of bulk and microscopic properties using a large number of experimental techniques including synchrotron radiation and neutron scattering experiments. The investigation of magnetic structures, magnetic excitations and spin-orbit coupling in R2T2O7 compounds forms the main goal of the work, which is supposed to bring a better understanding of the microscopic mechanisms leading to the observed behavior. |