پلاتوها و جهش‌های مغناطش در نقطه‌های کوانتومیِ شبکه‌کاگومه مثلثی بورون

وجود پدیده های نوینی چون پلاتوهای مغناطش (ناحیه های با مغناطش ثابت در منحنی مغناطش) و جهش مغناطش (ناپیوستگی در منحنی مغناطش) که به صورت غیرعادی در پذیرفتاری اسپینی در دمای صفر قابل مشاهده هستند، به صورت نظری در یک شبکۀ صفر بعدیِ (نقطه کوانتومیِ) کاگومۀ مثلثیِ بورون که تحت اثر یک پتانسیل خارجی زیرشبکه قرار گرفته است، مطالعه می شود. با تجزیه و تحلیل برهم کنش رودرمن کیتل کاسویا یوشیدا (rkky)، حالت پایه مغناطیسی شبکۀ کاگومۀ مثلثی در حضور دو اتم ناخالصی مغناطیسی بررسی می شود. ویژگی بارز شبکۀ کاگومۀ مثلثی بور صفر بعدی، شکل گیری پلاتوهای مغناطش در منحنی rkky بر حسب انرژی فرمی می باشد. پیکربندی های مکانی ناخالصی های مغناطیسی، به طور چشمگیری مکان و شدّت پلاتوها را تغییر می دهد. بر اساس اطلاعات موجود، این نوع پلاتوهایِ مبتنی بر برهم کنش rkky پیش از این گزارش نشده است. نتایج برای ساختارهایی با اندازۀ محدود (ابعاد محدود) به روشنی تایید می کنند؛ که هم پهنا و هم مکان پلاتو های مغناطش با استفاده از یک پتانسیل خارجی و انرژی فرمی، قابل تنظیم و مدیریت هستند. یکی دیگر از نتایج قابل توجه در این محاسبات، رفتار غیرعادی دیگری بنام جهش مغناطش است که همراه با ناپیوستگی در منحنی های پذیرفتاری اسپینی می باشد. ساختار الکترونی یک شبکۀ کاگومۀ مثلثی بورون می تواند به شدّت تحت تاثیر یک پتانسیل زیر شبکۀ مدوله شدۀ فضایی قرار گیرد؛ چراکه با مدیریت و تغییر پتانسیل خارجی، شکاف نواری و چگالی حالت های موضعی قابل کنترل می باشند. نتایج به دست آمده، دانش قابل توجهی در زمینه طراحی آزمایش و ابزار برای ایجاد و شرح فازهای نوین مغناطیسی در علم اسپینترونیک و ابزار مگنتوالکترونیکیِ مبتنی بر شبکه های کاگومۀ مثلثی بورون، فراهم می کنند.

Research Paper: Magnetization Plateaus and Magnetization Jumps in Quantum Dots of Boron Triangular Kagome Lattices

An investigation of the modern phenomena of condensed matter physics, called, magnetization plateau and magnetization jump, visible as anomalies in spin susceptibility at zero temperature, have been carried out theoretically in a zerodimensional boron triangular Kagome lattice (0DBTKL), namely quantum dots of BTKL, subjected to a staggering sublattice potential. By analyzing the RudermanKittelKasuyaYoshida (RKKY) interaction, the magnetic ground state of the 0DTKL in the presence of two magnetic adatoms, in the presence of a staggered sublattice potential is evaluated. The important salient feature of the 0DBTKLs is the emergence of the RKKY plateaus versus the Fermi energy. The spatial configurations of the magnetic impurities dramatically change the quality and quantity of the RKKY plateaus. These RKKY plateaus have not been reported before, to the best of our knowledge. Our finitesize results successfully confirm that both the width and location of the RKKY plateaus are tunable using an external potential and Fermi energy. Another remarkable observation is the nontrivial behavior, namely the magnetization jump, which accompanies the discontinuity in the spin susceptibility curves versus the staggering potential in our calculations. We believe that our results provide significant insights towards designing further experiments to search for the realization of the magnetization plateau phases and magnetization jumps in spintronics and pseudospin electronics devices based on BTKLs.