Erinevate adaptiivse käitumisega keeruliste süsteemide seas on esile kerkimas frustreeritud kvantmagnetid, kuna neis ennustatakse leiduvat aine uusi eksootilisi faase ja olekuid spinn vedelikust ja spinnjääst kuni topoloogiliste isolaatoriteni ja foononklaas elektrikristallideni. Need kollektiivsed olekud võivad osutuda võtmerollides olevateks tuleviku kvanttehnoloogiate arenemisel, olgu need siis innovatiivsete materjalide süntees energia püüdmiseks ja salvestamiseks, kvant-põimumise põhised tehnoloogiad või siis kvantarvutus. Uute looduslike materjalide otsene verifitseerimine on olemasolevas müras, komplekssetes ilmingutes ja lisandite poolt varjatuna äärmiselt väljakutsuv. Me pakume uute kvantmagnetite väljasõelumiseks välja unikaalse ja effektiivse meetodi, kus ainete süntees nii pulbri, kristalli või ALD kilena ning mikroskoopiline tihedusfunktsiooni-teooria on ühendatud moodsaima eksperimentaalse lähenemisega tuuma magnet- ja teraherts-spektroskoopiat ning neitroneid kasutades.
Frustrated spin systems exhibit a variety of behaviors ranging from exotic ground states and novel types of magnetic excitations, to the enhanced magnetocaloric effect and multiferroicity, relevant for applications. A corollary of the vibrant research in this field are new frustrated materials, both bulk and films, that hold promise for novel phases, interesting physics, and potentially useful properties. We propose to perform comprehensive studies of these materials, from both experiment and theory, aiming to provide a realistic picture of their physics on both phenomenological and microscopic level. This combined approach gives us a rare opportunity to obtain novel experimental results, understand them within a suitable theoretical framework, and use this insight for the design of new materials. Our methods include low-temperature thermodynamic and microscopic(AFM-MFM)measurements, NMR and THz spectroscopy, neutron scattering, and DFT calculations combined with microscopic modeling.