Quasiparticles in van der Waals magnets: Q-MAG
Project goals
Spin excitation quanta, magnons, in van der Waals (vdW) materials, represent a perfect bosonic reservoir for coherent information processing in topological magnonics. Genuinely weak vdW interlayer interactions make accessible the low-dimensional dynamics of interacting spins. Here, the behavior of magnons is dramatically affected by the spin-orbit interaction. The project focuses on a precise understanding of this system, which should enable the demonstration of tunable coherent, strong coupling between two magnons induced by a magnetic field in a single vdW material, or magnon-phonon coupling. Secondly, we intend to probe magnon band topology by utilizing the thermal Hall effect, which corresponds to the magnon Berry curvature contribution to the transverse magnon current. Spin dispersion simulations based on ab initio calculations and experimental data will provide microscopic interpretations and quantization of magnon Berry curvature. We will focus our research on a class of Mott-insulating vdW halides with a honeycomb lattice with a potentially high orbital magnetic moment.
Keywords
van der Waals magnetorbital momentphononmagnonpolarontopological statethermal Hall effect
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202500001
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
25-15448S
Alternative language
Project name in Czech
Kvazičástice ve van der Waalsovských magnetech: Q-MAG
Annotation in Czech
Kvanta spinových excitací, magnonů, ve van der Waalsových (vdW) materiálech představují dokonalý zásobník bosonů pro koherentní zpracování informací v topologické magnonice. Skutečně slabé vdW mezivrstevné interakce zpřístupňují nízkorozměrnou dynamiku interagujících spinů. Chování magnonů je zde dramaticky ovlivněno spin-orbitální interakcí. Projekt se soustředí na precizní porozumění tomuto systému, což by mělo umožnit demonstrovat laditelnou koherentní silnou vazbu mezi dvěma magnonovými módy indukovanými magnetickým polem v singulárním vdW materiálu, či magnon-fononovou vazbu. Za druhé, máme v úmyslu zkoumat topologii magnonových pásů s využitím měření tepelného Hallova jevu, který odpovídá příspěvku magnonového Berryho zakřivení k příčnému magnonovému proudu. Simulace spinové disperze založené na ab initio výpočtech a experimentálních datech nám poskytnou mikroskopické interpretace a kvantování magnonového Berryho zakřivení. Výzkum se plánujeme zaměřit na Mottovské izolátory ze třídy vdW halogenidů s honeycomb mříží s potenciálně vysokým orbitálním magnetickým momentem.
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
50301 - Education, general; including training, pedagogy, didactics [and education systems]
OECD FORD - another secondary branch
—
AM - Pedagogy and education
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2025
Realization period - end
Dec 31, 2027
Project status
Z - Beginning multi-year project
Latest support payment
—
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 27, 2025
Finance
Total approved costs
11,613 thou. CZK
Public financial support
11,394 thou. CZK
Other public sources
219 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
11 613 CZK thou.
Public support
11 394 CZK thou.
98%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2025 - 31. 12. 2027