Magnetic phases in an artificial realization of the square ice model

Umělé spinové systémy jsou vhodným nástrojem pro zkoumání a ovlivňování neobvyklých exotických nízko-energiových stavů přímo v reálném prostoru. Experimentální realizace těchto systémů jsou založeny na výrobě vzájemně interagujících nano-magnetů uspořádaných do požadované geometrie. Prvním a asi i nejvíce studovaným umělým systémem je prostá čtvercová mřížka. V této práci se zabýváme modifikováním této čtvercové geometrie, které umožní zachycení různých magnetických fází založených na modelech ledu. Výsledky ukazují, že vhodným nastaveném této modifikace lze realizovat různé magnetické fáze, včetně neuspořádané spinové kapalné fáze s uvězněnými magnetickými kvazičásticemi (magnetickými monopóly).Artificial spin systems are convenient tool for exploring and manipulating unconventional exotic low-energy states directly in real space. Experimental realization of these system is made by pattering arrays of interacting nanomagnets with given geometry. First and also probably the most extensively studied artificial system have regular square lattice. In this work we deal with the modification of the square geometry that enable us to induce distinct magnetic phases of ice-type models. Results show that with appropriate tuning of the modification, several magnetic phases can be reached, including the disordered spin-liquid phase with trapped magnetic quasi-particles (magnetic monopoles).