Palestrante
Descrição
Em 2006, A. Kitaev propôs um modelo de spins-1/2 com interações anisotrópicas em uma rede favo de mel. (1) Após apresentar a solução exata do problema, Kitaev ainda mostrou que, na presença de um campo magnético pequeno, correntes térmicas livres de dissipação e carregadas por férmions de Majorana surgem nas bordas do material. Este resultado, bem como a posterior constatação de que o estado fundamental do sistema é um exemplo de um líquido de spin quântico, motivou uma busca intensa por um mecanismo físico capaz de reproduzir as características do modelo. Khaliullin e Jackeli então provaram que uma combinação de efeitos de campo cristalino e acoplamento spin-órbita forte torna a interação de Kitaev energeticamente comparável à de Heisenberg em uma classe de isolantes de Mott. (2) Assim, o chamado hamiltoniano de Heisenberg-Kitaev passou a ser tido como um ponto de partida para o estudo de materiais dotados da interação desejada. Uma vez que este modelo mínimo foi devidamente caracterizado, um avanço natural consistiu em investigar sua resposta à aplicação de um campo magnético. Contribuições nesse sentido, entretanto, ainda são frequentemente limitadas a métodos computacionais que simulam sistemas de tamanho reduzido e deixam várias perguntas em aberto. Neste trabalho, estudamos o modelo de Heisenberg-Kitaev sujeito a campo paralelo à direção $\left[100\right]$ e analisamos o efeito de flutuações quânticas por meio da teoria de ondas de spin. Começamos com a apresentação dos resultados obtidos em regime linear e, tomando curvas de magnetização como base, discutimos como eles indicam a necessidade de incluir flutuações de ordens superiores. Em seguida, sistematizamos a implementação de cálculos não lineares seguindo os passos de Wollny (3) e mostramos que eles conduzem a modificações substanciais no diagrama de fases do modelo. Por fim, comparamos nossas predições com os resultados de cálculos de diagonalização exata para um sistema de 24 sítios.
Referências
1 KITAEV, A. Anyons in an exactly solved model and beyond. Annals of Physics, v. 321, n. 1, p. 2-111, 2006.
2 JACKELI, G.; KHALIULLIN, G. Mott Insulators in the strong spin-orbit coupling limit: from Heisenberg to a quantum vompass and Kitaev models. Physical Review Letters, v. 102, n. 1, p. 017205-1-017205-9, Jan. 2009.
3 WOLLNY, A. Fractional moments and singular field response: vacancies in two-dimensional ordered antiferromagnets. 2016. 162 p. PhD Thesis (Doctor of Natural Sciences) - Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Technischen Universität Dresden, Dresden, 2016.
| Subárea | Física da Matéria Condensada |
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