Pristupačnost
Popis radova laboratorija
Za izradu diplomskih radova u našem labosu studenti mogu pogledati predložene teme za ovu ak. godinu (link), ili se direktno javiti nekom od seniornih istraživača.
U časopisu Physical Review B je prezentiran novi spoj koji pripada klasi S=1 Haldanovog lanca. Članak je rezultat dugogodišnje suradnje NMR grupe s partnerima iz Japana, Slovenije i Francuske. Istraživanje su predvodili I. Jakovac, T. Cvitanić i M.S Grbić, uz potporu kolega s Kemijskog odsjeka. PMF-a: N. Baus Topić i D. Cinčića.
U radu se prezentiraju svojstva potpuno organskog S = 1 antiferromagnetskog (AF) lanca m-NO2PhBNO (kratica BoNO). U tom biradikalnom sustavu, dva nesparena elektrona iz aminoksilnih skupina jako su feromagnetski vezana (|JFM|/kB ≈ 500 K), što dovodi do stvaranja efektivnog S = 1 stanja za svaku molekulu BoNO-a. Lanci BoNO biradikala prostiru se duž kristalografske a osi. Temperaturne ovisnosti g faktora i širine linije elektronske paramagnetske rezonancije (EPR) u skladu su s niskodimenzionalnim sustavom s AF interakcijama. EPR podaci nadalje sugeriraju da je BoNO Haldaneov sustav s gotovo izotropnim g faktorom (2.0023 ± 2‰). Mjerenja magnetizacije u magnetskim poljima do 40 T i susceptibilnosti u niskom polju, zajedno sa spektrima 1H nuklearne magnetske rezonancije (NMR), otkrivaju dominantno intralančano AF vezanje od J1D/kB = (11.3 ± 0.1) K, i dostižna kritična magnetska polja od μ0Hc1 ≈ 2 T i μ0Hc2 ≈ 33 T. Naša mjerenja stoga sugeriraju da je BoNO rijedak primjer Haldaneovog sustava s iznimno malom magnetskom anizotropijom. Sadašnji rezultati ključni su za buduću dubinsku NMR studiju niskotemperaturne faze Tomonaga-Luttinger tekućine i faza induciranih magnetskim poljem, koje se mogu provesti u cijelom faznom prostoru.
Rad je dostupan na linku
 |
I. Jakovac, M. Požek i M.S.Grbić su objavili rad u Physical Review B u kojem su uniaksijalnim naprezanjem kontrolirali temperature prijelaza u nabojnu i spinsku "fazu pruga" spoju La1.875Ba0.125CuO4. Studija je napravljena koristeći tehniku 139La NMR-a i 63Cu NQR-a. Dok se u nenapregnutom stanju niskotemperaturna tetragonalna struktura formira ispod TLTT = 57 K , a nabojni i spinski prijelaz pri, redom, TCO = 54 K and TSO = 37 K. Otkrili smo da se naprezanjem duž [110] kristalografskog smjera jako potisnu TCO and TSO, iako je TLTT minorno izmijenjen. Drugim riječima, naprezanjem duž [110] se pojavi veliko razilaženje (≈ 21 K) između TCO i TLTT, što ukazuje da ovi prijelazi nisu jako vezani. S druge strane, naprezanje duž [100] uzrokuje (blago) potiskivanje TLTT a nema utjecaj na TCO i TSO. Magnetsko |
polje duž [110] stabilizira spinski red: potiskivanje TSO naprezanjem duž [110] je slabije s poljem duž [110] nego duž [001].
Kako bismo bolje razumjeli ove rezultate razvijen je Landauov model slobodne energije, i nalazimo da se naši rezultati mogu interpretirati kao međuigru članova koji slamaju simetriju pri orijentaciji spinova.
Usporedbom naših rezultata s prijašnjim mjerenjima pod hidrostatskim tlakom p vidi se kako se potiskivanje TCO i TSO u potpunosti može objasniti efektom naprezanja CuO2 ravnina.
Rad je dostupan na sljedećem linku.
Istraživanje je napravljeno uz potporu Hrvatske zaklade za znanost (projekt IP-2018-01-2970), Alexander von
Humboldt zaklade (projekt 3.4-1022249-HRV-IP), projekta CeNIKS sufinanciranog od Hrvatske Vlade i Europskog fonda za regionalni razvoj, operativni program Konkurentnost i kohezija (projekt KK.01.1.1.02.0013).
U časopisu Nature Communications je objavljeno neočekivano otkriće kvantne kritičnosti u spoju necjelobrojne valencije α-YbAlB4, uzrokovane anizotropnom hibridizacijom. Autori rada su istraživači iz Japana, Njemačke i SAD-a, a među glavnim autorima je član NMR grupe M. Grbić.
U spoju α-YbAlB4 ioni Yb imaju necjelobrojnu valenciju +2.75. Spojeve iz te tzv. klase necjelobrojnih valencija obično karakterizira ponašanje tipično za metale; npr. izotropnost, pad otpora s hlađenjem i velika stabilnost kad se primijeni magnetsko polje ili tlak. Tu stabilnost, tipično osiguravaju vodljivi elektroni unutar spoja jer su oni ti koji pokušavaju zasjeniti miješanu valenciju Yb što se odvija na relativno visokim energijama hibridizacije orbitala (u ovom spoju je to na T0 ≈ 200 K). Zbog toga je bilo za očekivati kako će se u standardnim laboratorijskim uvjetima teško postići neka nova svojstva.
Međutim, svojstva spoja α-YbAlB4 se ipak promijene primjenom malog magnetskog polja od (manje od 5 T). Koristeći brojne tehnike u ovom radu je pokazano kako vodljivi elektroni hibridiziraju s iterbijevom f-orbitalom vrlo anizotropno, tako da im ostaju "slijepe točke" gdje to uopće ne uspijevaju. Takva kompleksna situacija u α-YbAlB4 omogućava pojavu fenomena kvantne kritičnosti gdje elektroni, uslijed djelovanja kvantnih fluktuacija, počnu zaboravljati svoja svojstva.
Ovo otkriće je novitet jer se dosad smatralo kako su spojevi necjelobrojne valencije u vidu moderne znanosti nezanimljivi, a s druge strane je fenomen kvantne kritičnosti jedna od najzanimljivijih tema u znanosti zadnjih cca 25 godina.
Cijeli članak se može pročitati na linku: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29757-9
U sklopu doktorskog istraživanja članovi NMR grupe Ivan Jakovac i njegov mentor M. Grbić objavili su znanstveni rad na spoju iz klase teških fermiona Ce3Pd20Si6 (skraćeno CPS) u časopisu J. Phys.:Cond. Mat. 32, 245601 (2020). CPS je od značajnog interesa za znanstvenu zajednicu jer tu elektroni poprimaju najveću efektivnu masu uslijed jakih korelacija uzrokovanih kvantnom kritičnom točkom. Pored toga ovo je prvi spoj gdje postoje dvije kristalografski različite pozicije cerija, a time i dva tipa jakih korelacija.
NMR i NQR istraživanje na jezgrama paladija opisano u ovom radu tek je prvotni opis kako se pojedini mjereni signala može povezati s konkretnim nuklearnim prijelazom oređene kristalografske pozicije paladija. Ono je ključno za točan opis kvantnih korelacija koje određuju najzanimljiviji dio ovoga spoja.
Rad je dostupan svima u "open access" formatu na linku iznad.
U sklopu istraživanja kupratnih supravodiča, Mihael Grbić je izračunao analitičko rješenje za elektromagnetske modove eliptične cilindrične rezonantnte šupljine. Pomoću njih je izračunao i rezonantne frekvencije, te ih usporedio s numeričkim simulacijama te eksperimentom. Također, izračunati su Q-faktori za razne oblike rezonantne šupljine - od cilindričnog limita do limita izrazito uske četvrtaste pukotine. Rad je objavljen u časopisu Journal of Applied Physics (M. S. Grbić, JAP 125, 224501 (2019)).
U sklopu istraživanja za doktorsku disertaciju Tonči Cvitanić je za potrebe precizne kontrole orijentacije monkristalnih uzoraka dizajnirao dvoosni rotator. Ovaj sustav je poseban jer omogućuje kontrolu jednog od kuteva rotacije na način da se on rotira bez neovisno o drugom. Rotator se može koristiti za razne tehnike, a ne samo NMR te je od interesa široj publici. Rad je objavljen u časopisu Review of scientific instruments (kompletna referencija je T. Cvitanić et al., RSI 90, 043903 (2019)).
Znanstvenici s Fizičkog odsjeka Damjan Pelc, Miroslav Požek i Neven Barišić, u suradnji s kolegama s Instituta za fiziku (Zagreb), iz Austrije (TU Wien) te iz SADa (University of Minnesota), predložili su fenomenološki model visokotemperaturnih supravodiča na bazi bakrenih oksida (skraćeno: kuprata), koji na jednostavan način objašnjava i povezuje najvažnija svojstva tih materijala. Rad je objavljen u časopisu Science Advances.
Od 2. studenog 2018., NMR grupi se pridružio Ivan Jakovac, mag. phys., koji će raditi na sustavima teških fermiona i kvantnom magnetizmu. Radujemo se uspješnoj suradnji i novim NMR rezultatima!
Želimo mu puno uspjeha!
 |
U sklopu istraživanja za doktorsku disertaciju Tonči Cvitanić je u skoro 0-dimenzionalnom sustavu SeCuO3 pronašao potvrdu formiranja singletnog stanja bakrovih momenata uoči pojave dugodosežnog 3D uređenja na 8 K. Ovaj sustav je poseban jer se zbog jakih izotropnih i anizotropnih interakcija, te dvije neekvivalentne pozicije magnetskih momenata javlja rotacija makroskopske magnetizacije u širokom rasponu temperatura. Rad je objavljen u časopisu Phys. Rev. B (kompletna referencija je T. Cvitanić et al., Phys. Rev. B 98, 054409 (2018)). |
 |
Članica našeg laboratorija, Marija Vučković, mag.phys, dobitnica je Godišnje nagrade Društva sveučilišnih nastavnika i drugih znanstvenika u Zagrebu za 2016. godinu. Nagrađena je za rad za rad „Unconventional charge order in a co-doped high–Tc superconductor“ objavljenog u časopisu Nature Communications. |
Danas je NMR laboratorij posjetila dopisna članica grupe. Prilikom posjete je napravila par vrhunskih mjerenja i analiza, te sudjelovala u par diskusija s ostalim članovima laboratorija. Iako mlada, pokazala je ogroman potencijal. Nadamo se da će se uskoro u potpunosti pridružiti grupi i s njima dodatno pojačati njen istraživački kapacitet.
U kupratnim visokotemperaturnim supravodičima nastaju različita elektronska fazna stanja. Jedno od najznačajnijih takvih stanja su nabojne pruge u kojima se elektroni organiziraju u valove gustoće naboja. Za dobivanje mikroskopskih informacijama o fizici pruga, upotrebljavaju se eksperimntalne metode poput nuklearne magnetske rezonancije. Međutim, takva istraživanja u jednoj od najpoznatijih porodica kupratnih supravodiča - kupratima na bazi lantana - bila su onemogućena jakim smanjenjem NMR signala kad nastaju nabojne pruge, efektom poznatim pod imenom wpeout. U radu Damjana Pelca i Miroslava Požeka u suradnji s kolegama iz Dresdena i Brookhavena, koji je objavljen u časopisu Physical Review B (D. Pelc et al., Phys. Rev. B 95, 054508 (2017)), opisan je način kako je moguće mjeriti taj signal koji nestaje. Rezultati rada razriješili su desetljeća stare kontroverze i donijeli novi uvid u ponašanje nabojnih pruga u kupratima.
Naša grupa je surađivala s timom na LNCMI-u u ispitivanju mikroskopsih svojstava uređenog stanja induciranog magnetskim poljem u DTN-u - modelnog sustava za proučavanje BE kondenzata. Uzorak je proučavan u blizini gornjeg kritičnog polja (Hc2 = 12.32 T), gdje smo koristeći statičke NMR podatke pratili nastajanje bozonske gustoće prilikom ulaska u BEC fazu za H < Hc2, i po prvi put testirali ispravnost nekoliko teorijskih predviđanja.
Članak je objavljen u časopisu Physical Review B - Rapid Communication, i dodijeljena mu je preporuka urednika, te se može naći na linku http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.95.020404
Kao nastavak na raniji prilogu Prometej u emisiji HRT-a Društvena mreža, nedavno je kao glavna priča emitiran intervju s prof. Požekom povodom objave članka u časopisu Nature Communications:
U emisiji Prvog programa Hrvatskog radija; Divni novi svijet emitiran je intervju s M. Požekom i D. Pelcom vezan za objavu članka u Nature Communications. Snimka intervjua može se naći na našim stranicama.
U emisiji Trećeg programa Hrvatskog radija; Eppur si muove emitiran je intervju s M. Požekom i D. Pelcom vezan za objavu članka u Nature Communications.
Snimka intervjua može se naći na našim stranicama.
U danas objavljenom radu u časopisu Nature Communications su Damjan Pelc, Marija Vučković i Miroslav Požek u suradnji s kolegama iz Dresdena objavili otkriće nematske nabojne faze između prugastog nabojnog uređenja i metalnog stanja u La1.8-xEu0.2SrxCuO4, objasnivši tako proces taljenja nabojnih pruga u kupratima.
Počelo je prvo istraživanje svojstava materijala pod utjecajem vanjskog tlaka na Fizičkom odjseku. U klopu UKF projekta Quantum CorES jedan od ciljeva je pokretanje istraživanja pod utjecajem tlaka, i nedavno je NMR grupa uspješno zabilježila prvi signal mjeren u sustavu pod tlakom.
Na slici lijevo vidljiva su dva signala - NQR signal Cu2O praška mjeren pri standardnim uvjetima i na 8.15 kbar. Položaj linije se mijenja zbog promjene ionske interakcije bakra i kisika kad je kristalna ćelija stlačena.
Tlak je uspostavljen u hidrostatskoj ćeliji, a već ovo ljeto planiramo ići do 26 kbar.
S velikim zadovoljstvom možemo reći kako je ovime povećan kapacitet istraživanja Fizičkog odsjeka PMF-a i da je započelo razdoblje istraživanja pod tlakom.
Zahvaljujemo kolegi P. Popčeviću s Instituta za Fiziku koji je pomogao u pripremi eksperimenta.
