Investigation of quantum kagome magnets by ordered substitution of fluoride pyrochlores
Project goals
This project is dedicated to the synthesis and study of the magnetic and electronic properties of new quantum (s=1/2) kagome antiferromagnets (QKAFM) utilising the ordered substitution of a pyrochlore lattice. Model materials for the study of a QKAFM are scarce and no materials have yet proven suitable for the study of electron or hole doping, despite theoretical interest. A variety of exotic magnetic and electronic phases are expected on creation and doping of an ideal QKAFM, including quantum-spin-liquids, f-wave superconductors and quantum spin-Hall insulators. A recently identified mineral, coulsellite, showing ordered dilution of a pyrochlore lattice to leave a perfect kagome lattice, provides inspiration for the investigation of a new family of transition-metal fluorides. These compounds are expected to be stable to doping studies. Once synthesised as both poly- and single-crystalline samples, the structural, magnetic and electronic properties of these materials will be investigated to identify and characterise the ground-state landscape of the QKAFM upon doping.
Keywords
Kagome latticepyrochloremagnetismfrustrated magnetic ground-statequantum spin liquidfluoridesresonating valence bond
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
Juniorské granty 5 (SGA0201900002)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-21575Y
Alternative language
Project name in Czech
Studium kvantových kagome magnetů pomocí uspořádaných substitucí ve fluoridových pyrochlórech.
Annotation in Czech
Předložený projekt se věnuje přípravě a studiu magnetických a elektrických vlastností nových kvantových (s=1/2) kagomé antiferomagnetů (QKAFM) s využitím uspořádaných substitucí v pyrochlórových mřížkách. Modelové materiály vhodné pro studium QKAFM jsou vzácné a žádný z nich se navzdory teoretickému zájmu zatím neukázal být vhodný pro studium elektronového či děrového dopování. S vytvořením a dopováním ideálních QKAFM lze očekávat širokou škálu exotických magnetických, elektronových fází včetně kvantových spinových kapalin, f-wave supravodičů a kvantových spin-Hallových izolátorů. Nedávno objevený minerál coulsellite vykazuje uspořádané ředění pyrochlórové mřížky, což vede k vytvoření ideální kagomé mřížky. To nám poskytuje inspiraci ke studiu nové skupiny fluoridů tranzitivních kovů, které by měly být vhodné (stabilní) pro dopování. Materiály budou připraveny jak v polykrystalické tak monokrystalické podobě a následně bude studována krystalová struktura, magnetické a elektrické vlastnosti za účelem určení rysů základního stavu QKAFM v závislosti na dopování.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Jun 30, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 1, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GJ-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
5,339 thou. CZK
Public financial support
5,339 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 339 CZK thou.
Public support
5 339 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2019 - 30. 06. 2022