Pyrochlore iridates for antiferromagnetic domains manipulation
Project goals
The project objectives are (i) to prove the existence of antiferromagnetic domains and interfaces in selected single crystals, (ii) to determine and understand the relevant mechanisms at work of the interface formation, and (iii) to co-ordinately manipulate them by external variables (see part 3 above). We set several indicators (milestones) to administer the progress of the project: Milestone 1: synthesis of large-size A2Ir2O7 single crystals of high-quality. A reproducible synthesis recipe is established and optimized; synthesized samples characterized. Milestone 2: characterization of single crystals from the viewpoint of anisotropic response. Sample responses to external variables, especially magnetic field, applied along specific crystallographic directions are revealed, enabling assessment of symmetry and parameters of magnetocrystalline anisotropy. Milestone 3: AIAO/AOAI domains and interfaces exploration by microscopic methods. Direct observation/imaging of antiferromagnetic domains and interfaces will explain the spectrum of complex magnetic and conductive properties of these materials. Milestone 4: antiferromagnetic domains manipulation. The Ir domains will be manipulated by developed temperature-field protocols and via a strong f-d coupling between the Ir and rare-earth sublattices, as explained in part 3. The trials to measure electrical resistivity and Hall resistivity are to bring additional information about domains and interfaces conductive properties. The listed milestones are reachable within the project period, considering established routes for sample synthesis, expertize of anisotropy properties measurements and significant experience conducting microscopic experiments of the Czech and French teams (dozens of publications).
Keywords
spintronicsspin-orbit interactiongeometrical frustrationpyrochlor iridatessingle crystals
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
Promoting the mobility of researchers and workers in the framework of international cooperation in R&D
Call for proposals
—
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
M2 - International cooperation
Contract ID
MSMT – 16071/2023-44
Alternative language
Project name in Czech
Pyrochlorové iridáty pro manipulaci antiferomagnetických domén
Annotation in Czech
Cíle projektu jsou definovány následovně: (i) dokázat existenci antiferomagnetikých domén a rozhraní ve vybraných monokrystalech, (ii) určit a porozumět relevantním mechanizmům zodpovědných za tvorbu rozhraní a (iii) cíleně manipulovat rozhraní pomocí externích polí (viz část 3.). Níže uvedené indikátory (milestones) jsou určeny k administraci projektu a sledování pokroku v jednotlivých dílčích činnostech. Milestone 1: příprava kvalitních velkých monokrystalů A2Ir2O7. Recept na reprodukovatelnou syntézu bude vytvořen a optimizován; připravené vzorky budou charakterizovány. Milestone 2: charakterizace monokrystalů z hlediska anizotropních vlastností. Bude sledována odpověď vzorku na vnější proměnné, zejména magnetické pole, aplikované podél specifických krystalografických směrů; budou určeny symetrie a parametry magnetokrystalové anizotropie. Milestone 3: studium AIAO/AOAI domén a rozhraní pomocí mikroskopickcých metod. Přímé pozorování/imaging antiferomagnetických domén a rozhraní povede k vysvětlení škály komplexních magnetických a vodivostních vlastností těchto materiálů. Milestone 4: manipulace antiferomagnetických domén. Iridiové domény budou manipulovány pomocí navržených teplotně-polních protokolů a skrze silnou f-d interakci mezi iridiovou a vzácno-zeminnou podmříží, jak je vysvětleno v části 3. Pokusy o měření elektrického odporu a Hallova odporu přinesou další informace o vodivostních vlastnostech domén a doménových rozhraní. Popsané milestones jsou dosažitelné během doby řešení projektu, vzhledem k již určeným postupům přípravy monokrystalů, expertíze v měření anizotropních vlastností a značným zkušenostem s prováděním mikroskopických experimentů českým i francouzským týmem (desítky publikací).
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - secondary branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - another secondary branch
20704 - Energy and fuels
BM - Solid-state physics and magnetism
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
JE - Non-nuclear power engineering, energy consumption and utilization
JT - Propulsion, engines and fuels
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Feb 11, 2025
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MSM-8J-R
Data delivery date
Mar 4, 2025
Finance
Total approved costs
200 thou. CZK
Public financial support
200 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
200 CZK thou.
Public support
200 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2024 - 31. 12. 2025