Umělé magnety ledu Shakti: degenerace základního stavu, Coulombova fáze a monopólové excitace

Abstract

Umělé spinové systémy se staly slibnou platformou pro studium nízkoenergetických stavů v reálném prostoru. Tato diplomová práce zkoumá jedinečné vlastnosti specifického umělého spinového systému známého jako ledový magnet shakti. Ledový magnet shakti je dvourozměrné uspořádání interagujících nano-magnetů, projevujících zajímavé magnetické chování. Tato studie si klade za cíl charakterizovat chování ledového magnetu shakti a jeho schopnost být mapován na fundamentální čtvercový spinový led, kde se očekává projevení zajímavé Coulombovské fyziky. K dosažení těchto cílů byla využita kombinace experimentálních měření a numerických simulací. Experimenty byly založeny na měření magnetické silové mikroskopie pro stanovení magnetické konfigurace vzorků obsahující litograficky připravené shakti mřížky.Artificial spin systems have emerged as a promising platform for studying in real space and harnessing exotic states of matter. This diploma thesis investigates the unique properties of a specific artificial spin system known as the shakti ice magnet. The shakti ice magnet is a two-dimensional arrangement of interacting nano-magnets, exhibiting intriguing magnetic behaviour. This research aimed at characterising its behaviour and its ability to be mapped onto the seminal square ice in which interesting Coulomb physics is expected. A combination of experimental measurements and numerical simulations was employed to achieve these objectives. Experiments were based on MFM measurements to determine the magnetic configuration of samples containing lithographically prepared shakti lattices.