Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm
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TT: Tiefe Temperaturen
TT 15: Metall-Isolator-Überg
änge, Phasenüberg
änge in Quantensystemen I
TT 15.7: Vortrag
Mittwoch, 13. März 2002, 16:15–16:30, H20
Spinübergang in LaCoO3 — •M. Kriener, J. Baier, J. Reichl, H. Kierspel, T. Lorenz, C. Zobel und A. Freimuth — II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, 50937 Köln
LaCoO3 ist ein Isolator mit ungewöhnlichen magnetischen Eigenschaften. Im Grundzustand befindet sich das System in einem unmagnetischen Low-Spin-Zustand (S = 0), in dem alle sechs d-Elektronen die t2g-Zustände besetzen. Mit steigender Temperatur wird auch das eg-Orbital mit Elektronen thermisch besetzt, und es entwickelt sich ein magnetisches Moment. Die Frage, ob hierbei ein oder zwei Elektronen in das eg-Orbital übergehen, d.h., ob der sogenannte Intermediate-Spin- (S = 1) und / oder High-Spin-Zustand (S = 2) besetzt wird, wurde in der Vergangenheit äußerst kontrovers diskutiert.
Wir stellen Untersuchungen der Suszeptibilität χ(T) und der thermischen Ausdehnung α(T) vor, die innerhalb eines Zweiniveausystems analysiert werden. Es zeigt sich, daß beide Meßgrößen auf die thermische Besetzung des Intermediate-Spin-Zustandes hinweisen. Darüber hinaus können beide Meßgrößen durch eine thermodynamische Relation aufeinander skaliert werden, wobei sich die Skalierungsfaktoren für die verschiedenen denkbaren Spinübergänge deutlich unterscheiden. Der experimentelle Wert stimmt mit dem Skalierungsfaktor des Low-Spin- nach Intermediate-Spin-Übergangsszenarios fast perfekt überein.