Mikroskopska istraživanja induciranih faza u jako koreliranim elektronskim sustavima

 Nove tehnologije počivaju na stalnom razvoju novih materijala, ali paradigmatični tehnološki skokovi se događaju kad se otkrivaju novi koncepti i/ili stanja tvari. Veliki teren za otkrivanje novih faza materije nalazimo među jako koreliranim elektronskim sustavima (SCES); natjecanje međudjelovanja i kvantne kritične pojave omogućuju bogatstvo uređenih stanja. Stoga je proučavanje koreliranih elektronskih sustava na samoj fronti istraživanja kondenzirane tvari. 

SCES imaju vrlo složene fazne dijagrame s raznim kontrolnim parametrima kao što su temperatura, magnetsko polje, tlak ili dopiranje. Na faznim prijelazima fluktuacije mogu modificirati osnovna elektronska svojstva i stvoriti novu vrstu “kvantne kritične” materije, te time promijeniti svojstva materijala. Naša istraživanja usredotočit će se na nekoliko odabranih SCES tražeći odgovore na važna otvorena pitanja. 

Proučavat ćemo okside trovalentnog titana, u kojima istaknuta pitanja obuhvaćaju magnetsku/orbitalnu kritičnu točku, ugađanje magnetizma i vodljivosti naprezanjem, te induciranu nisku spinsku dimenzionalnost. Naša istraživanja lantanovih kuprata trebala bi odrediti prirodu prijelaza između magnetskog izolatora i (supra)vodiča, te pokazati kako nabojno uređenje međudjeluje sa supravodljivošću pod tlakom u spoju dopiranom barijem. Istraživat ćemo i kvazi-1D Haldaneov spinski lanac s ciljem razumijevanja Bose-Einsteinove uređene faze i njezine evolucije u fazu s procjepom. 

Popisu kontrolnih parametara koje već primjenjujemo u našem laboratoriju (temperatura, magnetsko polje, dopiranje) dodat ćemo izotropni i uniaksijalni tlak kako bismo istražili faze u nastajanju i fazne prijelaze. Upotrebljavat ćemo lokalne (NMR/NQR) i mezoskopske eksperimentalne metode (linearna i nelinearna vodljivost te toplinski kapacitet). 

Projekt će rezultirati s nekoliko članaka u časopisima visoke kvalitete te dvjema doktorskim disertacijama. Usto, projekt će podići istraživačke kapacitete Fakulteta nabavom novog NMR spektrometra.