Publicación:

ESTIMACIÓN TEÓRICA DEL MOMENTO MAGNÉTICO EN FONONES QUIRALES

Resumen

Los fonones, como una de las piedras angulares de la física de la materia condensada, han sido ampliamente estudiados y se asocian con cuasipartículas que describen vibraciones atómicas alrededor de sus posiciones de equilibrio. Desarrollos recientes han demostrado que estas vibraciones pueden presentar desplazamien- tos no lineales que implican movimientos rotacionales, dando lugar a un momento angular distinto de cero. Bajo una analogía con la teoría electrónica, estos fonones pueden generar momentos magnéticos orbitales asociados a dicho momento angular. En este trabajo se realiza una estimación teórica del momento mag- nético fonónico en materiales quirales. En estos sistemas, las simetrías de inversión temporal e inversión espacial desempeñan un papel fundamental en la generación y cancelación del momento magnético fonó- nico. Dado que este fenómeno depende críticamente de estas simetrías, se abre la posibilidad de controlar los momentos magnéticos fonónicos como un nuevo grado de libertad en sistemas cristalinos. Se propone un enfoque novedoso para estimar el momento magnético del fonón asumiendo un mar bosó- nico, análogo al gas fermiónico metálico en el caso de los electrones. Este marco permite una comparación directa con métodos previamente desarrollados en la literatura. La metodología se basa en el cálculo del momento angular para cada banda fonónica, así como en la determinación de la densidad de estados re- suelta por momento angular en materiales quirales. Estos cálculos se llevaron a cabo mediante una versión extendida de librería de software libre PHONOPY, desarrollada en el grupo de investigación FICOMACO de la Universidad Industrial de Santander. Los resultados muestran que, a pesar de los esfuerzos por refinar la estimación del momento magnético fonónico mediante este enfoque, persiste una discrepancia signi- ficativa entre los valores obtenidos teóricamente y aquellos reportados experimentalmente. No obstante, esta metodología desarrollada aporta nuevas rutas de entendimiento del momento magnético fonónico en sistemas quirales.