Vpliv dopiranja na kvantno spinsko tekočino 1T-TaS$_2$Benedičič, Izidor (Avtor) Arčon, Denis (Mentor) jedrska magnetna resonancakvantne spinske tekočinekvantna spinska frustracijaPlastoviti kristal 1T-TaS$_2$ je pri temperaturah $\textit{T}$ < 180 K Mottov izolator. Raziskovalci so nedavno predlagali, da je magnetno osnovno stanje v tej fazi kvantna spinska tekočina. Lastnosti kvantne spinske tekočine v 1T-TaS$_2$ še niso jasne in zahtevajo dodatne poskuse. Eden od možnih pristopov k raziskovanju je podiranje spinske tekočine z dopiranjem. S preučevanjem nizkoenergijskih vzbuditev v 1T-TaS$_{2-x}$Se$_x$ želimo opazovati, kako faza spinske tekočine znotraj stanja Mottovega izolatorja prehaja v kovinsko oziroma superprevodno fazo. V magistrskem delu smo z jedrsko magnetno resonanco (NMR) na jedrih $^{77}$Se in jedrsko kvadrupolno resonanco (JKR) na jedrih $^{181}$Ta preučevali magnetne lastnosti s selenom dopiranega 1T-TaS$_2$. Opazovali smo obliko in položaj spektralnih črt, za določanje lastnosti nizkoenergijskih vzbuditev (spinonov) pa smo pomerili temperaturno odvisnost spinsko-mrežnega relaksacijskega časa. JKR spektri $^{181}$Ta v nizko dopiranem vzorcu 1T-TaS$_{1.94}$Se$_{0.06}$ so v primerjavi s čistim vzorcem 1T-TaS$_2$ znatno razširjeni, kar kaže na povečanje lokalnega nereda zaradi vnašanja nemagnetnih selenovih nečistoč. Temperaturna odvisnost spinsko-mrežnega relaksacijskega časa je pri tako nizkem dopiranju še vedno potenčna, in sicer $1/T_1 \propto T^{2.7}$ na temperaturnem intervalu 10 K < $\textit{T}$ < 160 K, kar kaže na spinonsko disperzijsko relacijo, ki je v neki točki Brillouinove cone linearna v energiji in brez reže. Pri $\textit{T}$ < 10 K se temperaturna odvisnost $1/T_1$ spremeni v $1/T_1 \propto T^\eta$, $\eta \approx 0.6$, kar nakazuje, da ima spinonska disperzija tudi kvadratičen pas, značilen za spinone s Fermijevo površino. Primerjava z meritvami na nedopiranem vzorcu nakazuje, da je disperzija v 1T-TaS$_2$ podobna, le da se pri $\textit{T}$ = 50 K v linearnem delu spektra odpre energijska špranja reda velikosti 1 meV. Vzrok nastanka te energijske reže trenutno še ni jasen, verjetno pa odraža zamrzovanje nabojnih ali strukturnih prostostnih stopenj. Po drugi strani močno dopirani vzorec 1T-TaSSe v preiskovanem temperaturnem območju ni več Mottov izolator, temveč kovina. Temperaturna odvisnost spinsko-mrežnega relaksacijskega časa je v tem primeru približno linearna, kot pričakujemo v normalnem kovinskem stanju. Kljub temu Moriyev faktor ojačitve, ki meri vpliv spinskih korelacij v kovinah, znatno odstopa od vrednosti 1. To nakazuje, da so v kovinski fazi antiferomagnetne korelacije še vedno zelo pomembne. V svojem magistrskem delu sem torej pokazal, kako se spinonska disperzijska relacija spreminja z dopiranjem v modelnem sistemu 1T-TaS$_2$.20182018-09-27 07:45:34Magistrsko delo/naloga103828VisID: 92364COBISS_ID: 3258980sl