Authors:	Winterlik, Gerd Jürgen
Title:	Unconventional correlated systems
Online publication date:	13-Oct-2009
Year of first publication:	2009
Language:	english
Abstract:	This work comprises three different types of unconventional correlated systems.rnChapters 3-5 of this work are about the open shell compounds Rb4O6 and Cs4O6. These mixed valent compounds contain oxygen in two different modifications: the closed-shell peroxide anion is nonmagnetic, whereas the hyperoxide anion contains an unpaired electrons in an antibonding pi*-orbital. Due to this electron magnetic ordering is rendered possible. In contrast to theoretical predictions, which suggested half-metallic ferromagnetism for Rb4O6,rndominating antiferromagnetic interactions were found in the experiment. Besidesrna symmetry reduction due to the mixed valency, strong electronic correlations of this highly molecular system determine its properties; it is a magnetically frustrated insulator. The corresponding Cs4O6 was found to show similar properties.rnChapters 6-9 of this work are about intermetallic Heusler superconductors. rnAll of these superconductors were rationally designed using the van Hove scenario as a working recipe. A saddle point in the energy dispersion curve of a solid leads to a van Hove singularity in the density of states. In the Ni-based and Pd-based Heusler superconductors presented in this work this sort of a valence instability occurs at the high-symmetry L point and coincides or nearly coincides with the Fermi level. The compounds escape the high density of states at the Fermi energy through a transition into the correlated superconducting state.rnChapter 10 of this work is about the tetragonally distorted ferrimagnetic DO22 phase of Mn3Ga. This hard-magnetic modification is technologically useful for spin torque transfer applications. The phase exhibits two different crystallographic sites that are occupied by Mn atoms and can thus be written as Mn2MnGa. The competition between the mainly itinerant moments of the Mn atoms at the Wyckoff position 4d and the localized moments of the Mn atoms at the Wyckoff position 2b leads to magnetic correlations. The antiferromagnetic orientation of these moments determines the compound to exhibit a resulting magnetic moment of approximately 1 µB per formula unit in a partially compensated ferrimagnetic configuration. Diese Arbeit umfasst drei verschiedene Arten von unkonventionellen korrelierten Systemen. Kapitel 3-5 dieser Arbeit handeln von den offenschaligen Verbindungen Rb4O6 und Cs4O6. Diese gemischtvalenten sogenannten Sesquioxide enthalten Sauerstoff in zwei verschiedenen Modifikationen: das diamagnetische Peroxidion enthält keine ungepaarten Elektronen, während das Hyperoxidion aufgrund eines ungepaarten Elektrons in einem antibindenden Pi*-Orbital magnetische Ordnungrnermöglicht. Im Gegensatz zu den kalkulatorisch begründeten Vorhersagen, dass Rb4O6 ein halbmetallischer Ferromagnet sein sollte, wurden im Experiment dominierende antiferromagnetische Wechselwirkungen festgestellt. Neben einer Symmetriereduktion aufgrund der gemischten Valenz determinieren starke elektronische Korrelation die Eigenschaften dieses hochgradig molekularen Systems; Rb4O6 ist ein magnetisch frustrierter Isolator. Das korrespondierende Sesquioxid des Cäsiums zeigt ähnliches Verhalten.rnKapitel 6-9 dieser Arbeit befassen sich mit den intermetallischen Heusler-Supraleitern. Als rationales Designkriterium für diese Materialien wurde das van Hove-Szenarium zugrund gelegt. Ein Sattelpunkt in der Energiedispersionskurve eines Feststoffes führt zu einer van Hove-Singularität in der korrespondierenden Zustandsdichte. In den Ni- und Pd-basierten Heusler-Supraleitern, mit denen sich diese Arbeit befasst, befinden sich solche Valenzinstabilitäten an den hochsymmetrischen L-Punkten der Brillouinzonen im Bereich der jeweiligen Fermienergie. Die Verbindungen entkommen der hohen Zustandsdichte an der Fermienergie durch den Übergang in den hochkorrelierten supraleitenden Zustand.rnKapitel 10 dieser Arbeit informiert über die tetragonal verzerrte ferrimagnetische DO22-Phase von Mn3Ga. Diese hartmagnetische Modifikation ist technologisch wertvoll für Spin Transfer Torque-Anwendungen. Die tetragonale Einheitszelle enthält Mn-Atome in zwei verschiedenen kristallographischen Umgebungen (Mn2MnGa), die antiferromagnetisch koppeln. Die hauptsächlich itineranten magnetischen Momente der Mn-Atome in der tetraedrischen Koordination (Wyckoff-Position 4d) und die lokalisierten Momente der Mn-Atome in der oktaedrischen Koordination (Wyckoff-Position 2b) resultieren in einem magnetischen Gesamtmoment von ca. 1 µB pro Formeleinheit.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1571
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-21065
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen