Doble frustración y excitaciones magneto-electro-elásticas en materiales multiferroicos colineales

DANIEL C. CABRA; ARIEL O. DOBRY; CLAUDIO J. GAZZA; GERARDO ROSSINI

Cordoba

Congreso; 106 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2021

Presentamos un modelo microscópico para sistemas multiferroicos tipo II (con espines colineales). Los órdenesdipolar eléctrico y magnético, inducidos por campos externos, compiten en cuanto a la determinación de las distorsioneselásticas energéticamente favorables para la posición de los iones. Para ciertos rangos de la frustraciónmagnética y de la anisotropía en el acoplamiento de espines, aparecen mesetas (plateaus) en la curva de magnetizaciónM. Aumentando el campo magnético para superar esta meseta, se observan excitaciones fraccionalizadasde espín. Sobre la meseta M = 0 la excitación de espín produce un cambio masivo en la polarización eléctrica. Lameseta M = 1/3 puede formar un estado magnético conocido como plateau cuántico; en este caso una excitaciónde espín induce excitaciones dipolares (tipo paredes de dominio) y deformaciones elásticas localizadas. Esteefecto magneto-eléctrico peculiar se puede interpretar en términos de cuasipartículas magneto-electro-elásticas.Nuestros resultados son obtenidos mediante cálculos extensivos de DMRG en el sector de spines y ecuacionesautoconsistentes para las distorsiones de la red.