Vpliv orientacije magnetnega polja na stanja kvantnega magneta na mreži satovjaMejak, Maj (Avtor) Klanjšek, Martin (Mentor) kvantni magnetizemmagnetna frustracijakvantna spinska tekočinamodel Kitaevamreža satovjafrakcionalizacijakristalno polje$\alpha$-RuCl$_3$BaCo$_2$(AsO$_4$)$_2$jedrska magnetna resonancahiperfina sklopitevkvadrupolna interakcijaKvantni materiali, v katerih fiziko narekujejo frustrirane spinske prostostne stopnje na mreži satovja, imajo velik potencial za realizacijo eksotičnega stanja kvantne spinske tekočine, za katerega je poleg kvantne prepletenosti ter odsotnosti magnetne ureditve značilna predvsem frakcionalizacija spinskih prostostnih stopenj. Tovrstno obnašanje v svojem osnovnem stanju napoveduje tudi analitično rešljivi spinski model Kitaeva na mreži satovja. Posebne lastnosti frakcijskih vzbuditev v modelu Kitaeva ter morebitne aplikacije modela v kvantnem računalništvu so motivirale eksperimentalno iskanje njegovih materialnih realizacij. Med potencialne realizacije modela Kitaeva sodijo tudi kobaltovi sistemi, kjer kristalno polje in močna sklopitev spin-tir vodi do anizotropnih izmenjalnih interakcij med efektivnimi spini kobaltovih ionov Co$^{2+}$ na mreži satovja. Poleg modela Kitaeva bi fiziko lokaliziranih spinov v kobaltovih sistemih morda še bolje lahko opisal Heisenbergov XXZ model z dodatno interakcijo med tretjimi najbližjimi sosedi na mreži satovja. Na stanja kobaltovih sistemov poleg temperature pomembno vpliva tudi zunanje magnetno polje, s katerim je mogoče izničiti magnetno ureditev, ki pri nizkih temperaturah izpodrine stanje kvantne spinske tekočine. V magistrskem delu je eksperimentalno analiziran vpliv orientacije magnetnega polja na stanja kobaltovega magneta BaCo$_2$(AsO$_4$)$_2$ z metodo jedrske magnetne resonance. Rezultati meritev kažejo, da je možno z orientacijo magnetnega polja glede na vzorec spreminjati kritično vrednost polja, ki sicer izpodrine magnetno ureditev pri nizkih temperaturah, vendar ne vodi v stanje kvantne spinske tekočine, temveč v magnetno polarizirano fazo. Kljub temu je mogoče pri nekoliko višjih temperaturah v korelirani paramagnetni fazi opaziti značilne lastnosti frakcijskih vzbuditev, ki jim ustreza širok maksimum v temperaturni odvisnosti spinsko-mrežne relaksacijske hitrosti $T_{1}^{-1}(T)$. Dobljeni eksperimentalni rezultati sicer potrdijo navzočnost frakcijskih vzbuditev v korelirani paramagnetni fazi, vendar ne morejo nedvoumno potrditi, ali magnetne lastnosti kobaltovega sistema BaCo$_2$(AsO$_4$)$_2$ bolje opiše model Kitaeva ali $J_{1}$-$J_{3}$ XXZ Heisenbergov model.20232023-09-29 08:15:02Magistrsko delo/naloga151095VisID: 138220COBISS_ID: 164261635sl