1/1/2023 - 31/12/2024
Este proyecto se propone aportar al avance del estudio, caracterización y control de sistemas magnéticos topológicos y fenómenos de transporte asociados. Para esto, se propondrán modelos originales y se desarrollarán simulaciones, códigos propios de alto rendimiento y cálculos numéricos, y se recurrirá a técnicas de aprendizaje automático (machine learning). Dada la complejidad de los sistemas a estudiar, es necesario para este proyecto disponer de recursos computacionales adecuados.Los objetivos principales y específicos del presente proyecto son: (1) Brindar un soporte teórico a materiales magnéticos frustrados con propiedades exóticas y potenciales aplicaciones tecnológicas. En particular, se enfocará en: (a) fases topológicas tipo skyrmiones en sistemas bidimensionales. Propuesta de modelos mínimos y estabilidad frente a fluctuaciones térmicas y cuánticas. Conexión con líquidos de espín. Aplicación de técnicas de machine learning para la distinción de las fases y construcción de diagramas de fase. (b) Propiedades de transporte magnónicas en magnetos frustrados bidimensionales quirales (efecto Hall térmico) (c ) sistemas magnéticos bidimensionales acoplados con electrones: propiedades magnéticas y de transporte (efecto Hall anómalo y térmico). (d) Superconductividad en sistemas magnéticos topológicos bidimensionales.(e) Efecto de impurezas y distorsiones de la red en la formación de fases topológicas tipo skyrmiones(2) Contribuir a la formación de estudiantes de doctorado. Fomentar el desarrollo de su investigación, la interacción con colegas y su participación en eventos científicos(3) Difundir el trabajo de investigación a través de publicaciones en revistas con referato internacionales y presentaciones en congresos de alta relevancia nacional e internacional.(4) Reforzar lazos internacionales entre los equipos del IFLYSIB y el Laboratoire de Physique Théorique de Toulouse, con la colaboración del Prof. PujolEn relación a la metodología, se propondrán modelos mínimos de interacciones de espines para explorar el origen de órdenes magnéticos no triviales observados en experimentos recientes, como skyrmiones. Se trabajará combinando técnicas analíticas (ondas de espín, bosones de Schwinger) y numéricas (simulaciones de Monte-Carlo, diagonalización exacta/Lanczos, machine learning). Se contrastarán ambos tipos de análisis entre sí, y se compararán los resultados con la evidencia experimental actual de materiales con fases topológicas no triviales.