Fases inesperadas em ímãs descritos pelo modelo de Heisenberg-Kitaev

Destaque em Física, semana de 19 de janeiro de 2017

destaque 19012017O magnetismo é estudado há séculos, mas a física ganhou interesse renovado pelo fenômeno em tempos recentes por conta da mecânica quântica e suas implicações para a compreensão do fenômeno em suas menores escalas.

No momento, os físicos empreendem um grande esforço para compreender o forte acoplamento spin-órbita em ímãs, numa tentativa de buscar novas fases quânticas além do território descrito tradicionalmente pelo modelo spin-isotrópico de Heisenberg.

Nesse sentido, um trabalho importante acaba de ser realizado por Lukas Janssen e Matthias Vojta, da Universidade de Dresden, na Alemanha, em parceria com Eric C. Andrade, do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo.

Usando uma combinação de simulações de Monte-Carlo e teoria de spin-onda, eles estudaram em detalhe a física do modelo de Heisenberg-Kitaev – aplicável a isolantes de Mott com organização similar ao formato hexagonal encontrado em colmeias de abelha e forte acoplamento spin-órbita – em um campo magnético externo e revelaram que o processo de magnetização é bastante complexo, com sequências de fases e transições metamagnéticas.

"Mostramos que o modelo HK clássico num campo magnético exibe um diagrama de fases surpreendentemente rico", escreveram os pesquisadores, em artigo publicado em 30 de dezembro de 2016 no "Physical Research Letters". "Isso demonstra o potencial de interações de Kitaev para produzir cristal-vórtice e outros estados magnéticos topologicamente não triviais."

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