120 likes | 229 Views
Van-e kapcsolat a vas lokális elektromos és mágneses állapota , és a z anomális elektromos ill. mágneses ellenállás között a FeCr 2 S 4 spinelben ?. Z. Klencsár , Z. N émeth, E. Kuzmann, Z. Homonnay, A. Vértes
E N D
Van-e kapcsolatavas lokális elektromos és mágneses állapota, és az anomális elektromos ill.mágneses ellenállás között a FeCr2S4 spinelben? • Z. Klencsár, Z. Németh, E. Kuzmann, Z. Homonnay, A. Vértes • Research Group for Nuclear Methods in Structural Chemistry, Hungarian Academy of Sciences, Department of Nuclear Chemistry, Eötvös Loránd University, Budapest 1117, Hungary • A. Simopoulos, E. Devlin, G. Kallias • Institute of Materials Science, NCSR Demokritos, Aghia Paraskevi 153 10, Athens, Greece • A. Nath • Department of Chemistry, Drexel University, Philadelphia PA 19104, USA • Special thanks to A.P. Ramirez & R.J. Cavafor the FeCr2S4sample. • z.klencsar@somogy.hu
FeCr2S4 Előzmények Nature 392 (1998) 147. Double exchange e-hopping La0.75Ca0.25MnO3 Mn3+ - O2- - Mn4+ Mn3+ Nature 386 (1997) 156.
FeCr2S4 FeCr2S4kalkogenid spinel S2- CMR (5 T) 15 % (3d3) Cr3+ Fe2+ (3d6) Original figure taken from: Z. Yang, S. Tan, Z. Chen, Y. Zhang: Phys. Rev. B 62 (2000) 13872. Original figure taken from: D.G. Wickham, J.B. Goodenough: Phys. Rev. 115 (1959) 1156.
FeCr2S4 M, r, MR Original figure taken from A.P. Ramirez et al.: Nature 386 (1997) 156. Nature 386 (1997) 156.
Why 57Fe Mössbauer spectroscopy ? • 57Fe Mössbauer spectroscopy is sensitive to changes… • …in the local environment of iron • …in the electronic state of iron • …in the magnetic state of iron • …in the vibrational state of iron Regular ferromagnets and antiferromagnets behave like this.
FeCr2S4 Anomalous breakdown of magnetic order in FeCr2S4 T Temperature was raised. f = exp( ‑ k2 * <x2> )
FeCr2S4 Külső mágneses tér hatása a vas mágneses állapotára T = 186.5 K hőmérsékleten. Cr3+(3d3) Fe2+(3d6) 9.89(1) T
What about CMR manganites ? La0.67Ca0.33Mn0.9557Fe0.05O3 La0.8Ca0.2Mn(57Co)O3 Original figure taken from: D. Wilgocka-Slezak, J. Zukrowski, J. Przewoznik, E. Japa, K. Krop: Molecular Physics Reports30 (2000) 174. Original figure taken from: A. Nath, V. Chechersky, R.L. Greene: Journal of Solid State Chemistry155 (2000) 116.
57Fe isomer shift of iron at the tetrahedral site of FeCr2S4
57Fe quadrupole splitting at the tetrahedral site of FeCr2S4
FeCr2S4 57Fe Mössbauer-spektroszkópia T T
FeCr2S4 Konklúziók Az Fe2+spin-pálya csatolás megszűnése TR 150-155 K –en. QS Az eltűnő mágneses anizotrópia következtében a mágneses momentumok precesszióba kezdenek, a hosszútávú mágneses rend felbomlik TR és TC között, az 57Fe Mössbauer-spektrumok mágneses relaxációt mutatnak. Az Fe2+spin-pálya csatolás megszűnése miatt a vele összefüggő koercivitás és a mágneses anizotrópia közel nullára csökken TR 150-155 K –en. Folyamatos változás a Fe2+ elektronszerkezetében, ill. töltéstranszfer vezet el a spin-pálya csatolás meg-szűnéséhez. IS A kérdéses tartományban a félvezető spinelben az elektromos vezetés mágneses polaronok aktivációja és „hoppingja” révén történhet. Bár a hosszú távú mágneses rend már TR= 155K-en felbomlik, lokálisan rendezett mágneses klaszterek TC felett is fennmaradnak. Ez ún. mágneses polaronok jelenlétére utal. A relaxációs tartományban a mágneses rend felbomlásával nő a mágneses polaronok aktivációs energiája, ezért az ellenállás növekszik. Külső mágneses tér részben helyreállítja a mágneses rendet, ami az elektromos ellenállás csökkenését eredményezi.