Colóquio 14/10: Materiais Quânticos e Magnetismo Frustrado

Materiais quânticos são sistemas físicos nos quais as interações entre os elétrons e os íons levam a comportamentos cooperativos que são difíceis de serem antecipados a partir das propriedades individuais das partículas constituintes. Devido à riqueza combinatória da tabela periódica, tais materiais apresentam uma vasta gama de fases exóticas, algumas com promissoras aplicações tecnológicas. Peças chaves nesses sistemas são fortes correlações eletrônicas e manifestações macroscópicas das inusitadas propriedades quânticas dos elétrons. Nesse colóquio, discutirei uma interessante classe de materiais quânticos, os isolantes de Mott frustrados. Esses são sistemas nos quais os graus de liberdade de carga dos elétrons ficam congelados por conta da forte repulsão Coulombiana entre eles, mas seus graus de liberdade de spin continuam ativos. Contudo, por meio da frustração magnética, podemos suprimir o desenvolvimento de ordem a baixas temperaturas, abrindo as portas para novas fases aparecerem. Como exemplo emblemático, discutirei o líquido de spin de Kitaev e suas possíveis manifestações experimentais em óxidos de metais transição compostos por íons pesados.