Frustrierter Magnetismus in Kupfer-Mineralien

• Antragsteller: Dr. Darren Peets
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452541981

Dieser Fortsetzungsantrag baut auf unseren Vorarbeiten auf, in denen wir nach exotischem Quantenmagnetismus in neuartigen Spin-1/2-Gittern in von Mineralien inspirierten Materialien suchen. Unser Hauptziel ist das Ahornblattgitter, das zwischen dem Dreiecksgitter und dem Kagome-Gitter liegt und von dem man annimmt, dass es am Rande eines klassisch geordneten Grundzustands liegt. Wir werden auch Materialien mit verzerrten Dreiecksgittern, Spinleitern mit verzerrten Dreiecksgittern, Kagome-Gittern und anderen hochsymmetrischen Strukturmotiven untersuchen. Wir haben bereits eine unerwartet reiche Physik in einem Dreiecksgitter-Leitermaterial identifiziert, die wir weiter entwickeln wollen. Berichte über Synthese und physikalische Messungen in den meisten dieser Familien sind noch selten, obwohl wir bereits mehrere neue und interessante magnetische Phasen gefunden haben. Nachdem es während der ersten Phase dieses Projekts vorgeschlagen wurde, dass Botallackit Cu2(OH)3Br Wechselwirkungen zwischen Spinonen und Magnonen zeigt, haben wir nun ein weiteres Mitglied dieser Familie eingehend untersucht, bei dem wir keine ähnliche Physik beobachten. Dies wirft die Frage auf, wie eindimensional ein Material sein muss, um Spinon-Kontinua zu beherbergen, oder wie diese Kontinua ausgelöscht werden, wenn die Dimensionalität aufgehoben wird. Im weiteren Verlauf des Projekts sollen Einkristalle weiterer Mitglieder der Familie gezüchtet werden, um diese Fragen zu beantworten. Das Projekt umfasst die Synthese, die grundlegende Charakterisierung, die Messung der physikalischen Eigenschaften und die Identifizierung der magnetischen Ordnung, um das Verhalten jedes Materials zu bestimmen. Nachdem wir die Grundlagen für das Verständnis geschaffen haben, werden wir inelastische Neutronenstreuung an ausgewählten Systemen einsetzen, um Zugang zu den Austauschwechselwirkungen zu erhalten und das magnetische Verhalten im Material zu verstehen. Wir schlagen auch vor, die Zusammenarbeit mit der Universität Hokkaido durch diese Erneuerung zu festigen und auszubauen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yoshihiko Ihara