El magnetismo ha intrigado a los humanos durante siglos, pasando de los primeros descubrimientos de piedras imán hasta convertirse en un elemento fundamental en la física y la tecnología moderna, con un impacto significativo en la vida diaria y problemas globales como el cambio climático y la sostenibilidad energética. En los últimos años, el campo del magnetismo no colineal, que presenta alineaciones magnéticas únicas dentro de los materiales, ha emergido ofreciendo nuevas posibilidades para el desarrollo de estructuras magnéticas complejas y eficientes. En esta tesis doctoral, realizada bajo la supervisión conjunta de la Universidad de Zaragoza y la Universidad Prefectural de Osaka, consideramos tres factores que pueden contribuir al magnetismo no colineal: la interacción anti-simétrica de Dzyaloshinskii-Moriya (DM), la frustración magnética en las interacciones de intercambio de Heisenberg, y la anisotropía magnética debido al efecto del campo cristalino. Estos factores, condicionados por la simetría cristalina y la geometría, pueden dar lugar a texturas magnéticas topológicamente no triviales con una variedad de escalas de longitud y propiedades físicas. En concreto, esta tesis se centra en las fuentes de magnetismo no colineal en tres tipos clave de materiales magnéticos: quirales, espinelas y orgánicos, cada uno presentando desafíos únicos y oportunidades. El estudio de estos materiales abre la puerta no sólo a avances teóricos, sino también a revolucionarias aplicaciones tecnológicas, desde soluciones de almacenamiento de información de alta densidad y eficiencia energética hasta la vanguardia de la computación cuántica y el desarrollo de sensores de nueva generación.
Non-collinear magnetism in chiral, spinel and organic magnets
Miguel Pardo Sainz