Fases topológicas en la red de kagome frustrada: regiones quirales, espirales y pseudoskyrmiones

M. VILLALBA; D. C. CABRA; F. A. GÓMEZ ALBARRACÍN; H. D. ROSALES

Santa Fe

Congreso; 104a Reunión de la Asociación de Física Argentina; 2019

AFA - UNL

En este trabajo estudiamos los efectos de la competencia de interacciones antisimétricas y de intercambio en la red de kagome bajo la acción de un campo magnético externo. El antiferromagneto de kagomé es altamentefrustrado, y presenta un estado fundamental altamente degenerado, lo cual da lugar a fenomenologı́a exótica tanto en el caso clásico (selección de orden por desorden) como cuántico (lı́quido de espı́n cuántico). Aquı́ exploraremos el efecto de una interacción adicional tipo Dzyaloshinskii Moriya planar, a lo largo de los bonds de primeros vecinos. Estudios previos de este tipo de modelos en el caso de una red ?menos frustradaçomo la red triangular (Rosales, Cabra, Pujol, PRB 2015) han mostrado que la acción de un campo magnético perpendicular a la redda origen una red de tres cristales de skyrmiones interpenetrados. En el caso de la red de kagome, dada su alta frustración geométrica, a través de simulaciones de Monte Carlo mostramos que el modelo da lugar a laestabilización de fases topológicas no triviales a bajas temperaturas. Para campos bajos, desde alta temperatura el sistema se comporta como un paramagneto cooperativo, y luego a través de una transición de fase da lugar a una fase ?localmente quiral?, donde si bien el sistema no se encuentra completamente ordenado, es posible detectar plaquetas elementales con quiralidad no nula. Al aumentar el campo, esta fase localmente quiral da lugar a una fase espiral no trivial, donde se rompe la simetrı́a entre las tres subredes triangulares de la red de kagome. Dealto interés resulta lo observado en una amplia región de campo magnético, donde detectamos la formación de un çristal de pseudoskyrmiones?. El nombre de pseudoskyrmiones es debido a que estas texturas magnéticas son semejantes a skyrmiones, pero no tienen el centro completamente polarizado. Además, están arregladas en tres subredes interpenetradas complejas, formadas por sectores de las subredes triangulares de kagome. Caracterizamos esta fase con un parámetro de orden topológico, la quiralidad escalar a terceros vecinos. Mostramos los factores de estructura, ?snapshots esféricos parámetros de orden relevantes a cada fase, y concluimos con la presentación del diagrama de fases completo de temperatura en función de campo magnético.