Bestimmung der spezifischen Wärme unter hohem Druck und Messungen am Materialsystem CePd2(Al,Ga)3

Neemann, Helmut

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung von ferromagnetischen Ordnungsübergängen in Schwere Fermionen Systemen unter hohem Druck. Dies ist von besonderem Interesse, da mit steigendem Druck die magnetische Ordnungstemperatur einiger Systeme so weit verkleinert werden kann, dass bei einem kritischen Druck der Ordnungsübergang schließlich bei T=0 stattfindet. Dieser Phasenübergang bei T=0, auch Quantenkritischer Punkt genannt, kann die Systemeigenschaften auch bei höheren Temperaturen dramatisch beeinflussen und zu ungewöhnlichen Temperaturabhängigkeiten der spezifischen Wärme, des elektrischen Widerstandes und der magnetischen Suszeptibilität führen. Ein solcher Quantenkritischer Punkt ist bereits in verschiedenen antiferromagnetischen Legierungen beobachtet worden, jedoch sind ferromagnetische Systeme, die ein solches Verhalten zeigen, selten und bisher wenig untersucht. Die intermetallische Verbindung CePd2Al2Ga ist eines der wenigen ferromagnetischen Schwere Fermionen Systeme, bei denen das Auftreten eines Quantenkritischen Punktes vermutet wurde. In dieser Arbeit werden Messungen der spezifischen Wärme an CePd2Al2Ga bei Drücken bis 2.9 GPa gezeigt. Dabei konnten bei einem kritischen Druck von 2.7 GPa Temperaturabhängigkeiten nachgewiesen werden, wie sie für Systeme nahe am Quantenkritischen Punkt vorhergesagt werden. Zudem wird in dieser Arbeit ein für kalorische Messungen geeigneter 3He-Kryostateneinsatz, eine geeignete Druckzelle und eine speziell für hohe Drücke geeignete Messmethode für die spezifische Wärme vorgestellt.

The scope of this work was the investigation of the ferromagnetic phase transition in heavy fermion systems under high pressure. This is of special interest because in some systems increasing pressure decreases the magnetic ordering temperature to a point, where at a critical pressure the phase transition takes place at zero temperature. This zero temperature transition, the so-called quantum critical point, also dramatically affects the system properties at higher temperatures and leads to unusual temperature dependences of the specific heat, the electric resistivity and the magnetic susceptibility. Such a quantum critical point has already been observed in some antiferromagnetic alloys, but ferromagnetic systems showing such behaviour have only rarely been investigated. The intermetallic alloy CePd2Al2Ga is one of the few ferromagnetic systems suspected to have a quantum critical point. In this work specific heat measurements are shown up to a pressure of 2.9GPa. The temperature dependence, found at a critical pressure of 2.7GPa, is as predicted for a system close to a quantum critical point. In addition, a 3He-cryostat suitable for caloric measurements, a suitable pressure cell, and a special specific heat measurement technique suitable for high pressures are shown.

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Neemann, Helmut: Bestimmung der spezifischen Wärme unter hohem Druck und Messungen am Materialsystem CePd2(Al,Ga)3. 2003.

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