Grundzustandseigenschaften und magnetfeldinduzierte Phasen in korrelierten Elektronensystemen

Steinki, Nico

Wir haben den elektrischen Transport und die thermodynamischen Eigenschaften von vier unterschiedlichen korrelierten Elektronensystemen untersucht. Wir präsentieren hier die experimentellen Untersuchungen in Form des spezifischen Widerstandes und der Magnetisierung an einkristallinem MnB4. Mit unseren Daten konnten wir bestimmen, dass der elektronische Grundzustand von MnB4 intrinsisch einem Pseudo-Gap-System entspricht. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass das System weder magnetische Ordnung aufweist, noch ein Verhalten nahe eines magnetisch geordneten Zustandes. Weiter präsentieren wir die Untersuchung des Magnetowiderstandes von MnSi-Dünnfilmen in hohen Magnetfeldern bis 24 T. Die Ergebnisse haben wir mit Untersuchungen an MnSi-Bulk-Material verglichen. Trotz qualitativen Ähnlichkeiten zwischen Bulk- und Dünnfilmdaten, konnten klare quantitative Unterschiede herausgearbeitet werden. Weiterhin haben wir den Hall-Effekt, Magnetotransport, und die Magnetostriktion von einkristallinem UPt2Si2 in Magnetfeldern bis 60 T bei Temperaturen bis zu 50 mK gemessen. Damit konnte das Phasendiagramm für Magnetfelder B || a- und c-Achse bestätigt werden. Darüber hinaus konnten wir eine starke Änderung des Hall-Effektes an den Phasengrenzen für B || c-Achse beobachten. Aus einem Vergleich mit Bandstrukturrechnungen, die einen dualen Charakter für zwei der 5f-Elektronen annehmen, schlagen wir vor, dass diese feldinduzierten topologischen Änderungen der Fermi-Oberfläche einem Lifshitz-Übergang zugeschrieben werden. Außerdem konnten wir eine einzigartige Hysterese im Magnetotransport und der Magnetostriktion beobachten, was darauf hindeutet, dass der Lifshitz-artige Übergang von diskontinuierlicher Natur ist. Zum Schluss haben wir die Magnetisierung und die Magnetostriktion von einkristallinem U2Rh3Si5 in Magnetfeldern bis 65 T entlang der drei Kristallachsen a, b und c gemessen. Hierbei konnten wir unterschiedliche Phasenübergangsverhalten in die antiferromagnetische Phase von U2Rh3Si5 entlang der a- und b-Achse beobachten. Für B || c-Achse konnte bis zu Feldern von 65 T keine feldinduzierten Phasenübergänge beobachtet werden. Außerdem konnten wir eine große magnetische Anisotropie zwischen den drei Achsen beobachten. Der Anisotropiefaktor zwischen B || b und a ist 3, zwischen b und c ist der Faktor größer als 5. Zusammen mit der Messung des spezifischen Widerstandes und des Magnetowiderstandes bis 9 T konnten wir das magnetische Phasendiagramm für B || a- und b-Achse weiter ausbauen.

We have studied the electronic transport and thermodynamic properties of four different correlated electron systems. Here we present an experimental study on single-crystalline MnB4 by means of resistivity and magnetization measurements. With our data we establish that the electronic ground state of MnB4 is intrinsically that of a pseudo-gap system. Furthermore, we demonstrate that the material does neither show magnetic order nor a behavior arising from the vicinity to a magnetically ordered state. Further, we present a study of the magnetoresistivity of thin film MnSi in high magnetic fields up to 24 T.We establish that the magnetoresistivity can be understood in terms of spin fluctuation theory, allowing us to compare our data to studies of bulk material. Despite of a close qualitative resemblance of bulk and thin film data, there are clear quantitative differences. We have measured the Hall effect, magnetotransport, and magnetostriction on the field-induced phases of single-crystalline UPt2Si2 in magnetic fields up to 60 T at temperatures down to 50 mK, firmly establishing the phase diagram for magnetic fields B || a- and c axes. Moreover, for the B || c-axis we observe strong changes in the Hall effect at the phase boundaries. From a comparison to band structure calculations utilizing the concept of a dual nature of the uranium 5f-electrons, we propose that these represent field-induced topological changes of the Fermi surface due to at least one Lifshitz transition. Furthermore, we find a unique history dependence of the magnetotransport and magnetostriction data, indicating that the proposed Lifshitz-type transition is of a discontinuous nature. Finally, we measured the magnetization and magnetostriction of single crystalline U2Rh3Si5 in magnetic fields up to 65 T along the three crystallographic axes a, b and c. Here we could estimate different types of phase transition behavior into the antiferromagnetic state of U2Rh3Si5 along the a and b axes. Up to 65 T we could not see any field induced phase transition along for B || c axes. Moreover we could point out a large magnetic anisotropy between the three axes. The anisotropy factor between B || b and a is 3, between b and c the factor is larger than 5. Together with resistivity and magnetoresistivity measurements up to 9 T, we established the magnetic phase diagram for B || a and b axes.

Cite

Citation style:

Steinki, Nico: Grundzustandseigenschaften und magnetfeldinduzierte Phasen in korrelierten Elektronensystemen. 2019.

Access Statistic

Total:
Downloads:
Abtractviews:
Last 12 Month:
Downloads:
Abtractviews:

show details

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export