Program:

HORIZON-MSCA-2024-PF-01 (MSCA Postdoctoral Fellowships 2024)

Popis projektu:

Projekt ART.QM (Altermagnetic Robust Topological Quantum Materials) představuje ambiciózní výzkumný záměr realizovaný v rámci prestižního evropského programu HORIZON-MSCA-2024-PF-01 (Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellowships 2024). Tento dvouletý projekt je zaměřen na studium Weyllových altermagnetů, což je zcela nová a převratná třída magnetických materiálů, která v sobě spojuje výhody feromagnetů i antiferomagnetů
Hostitelskou institucí projektu je Nové technologie – výzkumné centrum (NTC) při Západočeské univerzitě v Plzni (ZČU) pod vedením prof. Jána Minára. Na projektu úzce spolupracuje také Univerzita Johannese Gutenberga v Mohuči v Německu, kde výzkumný pracovník Dr. Jakub Schusser absolvuje klíčovou stáž v týmu prof. Jaira Sinovy.
Vědecký kontext a inovace.

Moderní fyzika pevných látek prošla revolucí díky topologické teorii pásů, která vedla k objevu nových materiálů, jako jsou topologické izolátory a polokovy. Souběžně s tím byl nedávno experimentálně potvrzen altermagnetismus – třetí základní třída kolineárních magnetů. Altermagnety mají nulovou čistou magnetizaci (podobně jako antiferomagnety), ale zároveň vykazují obrovské spinové štěpení elektronových pásů (podobně jako feromagnety). Projekt ART.QM zkoumá, co se stane, když se tyto dvě oblasti propojí: jak vznikají topologické stavy (tzv. Weyllovy body) v altermagnetických materiálech. Pochopení mechanismů jejich vzniku slibuje průlom v oblastech, jako je spintronika, kvantové a neuromorfní výpočty nebo supravodivost.

Hlavní cíle projektu:

Výzkum je rozdělen do čtyř klíčových pracovních balíčků (Work Packages) s těmito cíli:

• Vývoj software: Implementace nových modulů do výpočetního balíčku SPR-KKR pro výpočet Berryho křivosti (BC) a orbitálního momentu hybnosti (OAM) v atomové bázi.
• Experimentální ověření: Provedení pokročilých fotoemisních experimentů (ARPES) na materiálech jako MnTe, CrSb nebo Mn3Ge.
• Propojení teorie a praxe: Identifikace přímého vztahu mezi teoreticky vypočtenými vlastnostmi vlnové funkce a naměřenými experimentálními daty (dichroismem).
• Modelování vzniku Weyllových bodů: Vytvoření uceleného modelu pro tvorbu topologických stavů v altermagnetech.

Dopad a otevřená věda: 
ART.QM se plně hlásí k principům otevřené vědy (Open Science). Veškeré vyvinuté softwarové nástroje budou zpřístupněny vědecké komunitě a výsledky budou publikovány v režimu otevřeného přístupu. Projekt rovněž dbá na environmentální odpovědnost v souladu s MSCA Green Charter, například využíváním solární energie pro provoz výpočetních serverů. Tento výzkum nejen posouvá hranice lidského poznání ve fyzice, ale také upevňuje pozici České republiky a Evropské unie na špici světového kvantového výzkumu

Klíčová slova: 

Altermagnetismus, topologie, Berryho křivost, orbitální moment hybnosti, fotoemise, elektronové vlastnosti materiálů, povrchů, rozhraní, nanostruktur atd., fyzika kondenzovaných látek, spintronika

 

Tento projekt získal financování z programu Evropské unie pro výzkum a inovace Horizon Europe na základě grantové dohody Marie Skłodowska-Curie č. 101209345.