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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-9815-8727
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: On electronic and magnetic properties of distorted kagome lattices
Alternate title (s): Sobre propriedades eletrônicas e magnéticas de redes kagome distorcidas
Author: Costa, Rafael Freitas Pereira
First Advisor: Vernek, Edson
First member of the Committee: Martins, George Balster
Second member of the Committee: Villas-Bôas, José Maria
Third member of the Committee: Costa, Diego Rabelo da
Fourth member of the Committee: Ulloa, Sergio Eduardo
Summary: A física de muitos corpos, o magnetismo frustrado e os parâmetros de controle de materiais quânticos se encontram numa fronteira rica da física da matéria condensada moderna. A rede kagome, com sua geometria singular e um diagrama de fases ainda não completamente compreendido, tem emergido como uma plataforma central para a exploração desses fenômenos. Nesta tese, investigamos os efeitos de distorções aplicadas sobre as propriedades magnéticas de redes kagome, com foco na interação entre frustração geométrica e correlações. Estudamos um modelo de Hubbard simples e empregamos o método do grupo de renormalização da matriz densidade (DMRG) para analisar as propriedades do estado fundamental de sistemas kagome deformados. Dois quantificadores de frustração geométrica (FG) são propostos, e suas capacidades preditivas são evidenciadas. Com base na revisão bibliográfica que realizamos, um desses quantificadores configura-se como a primeira forma local de ``sondar'' a FG. Nossos resultados constituem, assim, uma prova de conceito de que deformações podem não apenas alterar significativamente as ``dimensionalidades efetivas'' e a ordem magnética, mas também modificar o ``conteúdo de frustração'' e a estrutura eletrônica de redes kagome interagentes, potencialmente levando a novas fases e fenômenos emergentes. Este trabalho abre caminho para estudos futuros sobre as relações entre deformações mecânicas, correlações eletrônicas, frustração e propriedades elásticas em redes kagome interagentes, com possíveis implicações para o desenho de novos materiais e dispositivos quânticos.
Abstract: Many-body physics, frustrated magnetism and the knobs for tuning quantum materials intersect at a rich frontier of modern condensed matter physics. The kagome lattice, with its unique geometry and yet not completely understood phase diagram, has emerged as a key platform for exploring such phenomena. In this thesis, we investigate the effects of applied distortions on the magnetic properties of kagome lattices, focusing on the interplay between Geometric Frustration (GF) and correlations. We study a simple Hubbard model, and employ the Density Matrix Renormalization Group (DMRG) method to study the ground state properties of strained kagome systems. Two quantifiers for GF are proposed, and their predictive capabilities evidenced. Based on the literature review we conducted, one of said quantifiers features as the first local correlation-only way to "probe" GF. Our findings are thus a proof of concept in favor of not only that strain can significantly change "effective dimensionalities" and magnetic order, but also modify the "frustration content" and electronic structure of interacting kagome lattices, potentially leading to novel phases and emergent phenomena. This work paves the way for future studies on the interplay between strain, electronic correlations, frustration and elastic properties in interacting kagome lattices, with potential implications for the design of novel quantum materials and devices.
Keywords: Rede kagome
Kagome lattice
Straintronics
Straintronics
Materiais quânticos
Quantum materials
Magnetismo frustrado
Frustrated magnetism
Grupo de Renormalização da Matriz Densidade
Density Matrix Renormalization Group
DMRG
DMRG
Modelo Hubbard
Hubbard model
Líquidos de Spin Quânticos
Quantum Spin Liquids
QSL
QSL
Isolantes anisotrópicos
Anisotropic insulators
Redes Tensoriais
Tensor Networks
Física
Physics
Física da Matéria Condensada
Condensed Matter Physics
Física do Estado Sólido
Solid State Physics
Física de Muitos Corpos
Many-Body Physics
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Subject: Física
Magnetismo
Materiais - Testes
Materiais magnéticos
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: COSTA, Rafael Freitas Pereira. On electronic and magnetic properties of distorted kagome lattices. 2025. 74 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.569
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.569
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46894
Date of defense: 15-Aug-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:TESE - Física

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