Ableitung der Voraussetzungen für das Auftreten eines Morin-Übergangs
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Vorhabens konnten die magnetischen Eigenschaften des Systems (Co1-xMnx)4Nb2O9 vollständig aufgeklärt werden. Demnach bilden alle Verbindungen dieselbe kollinear Magnetstruktur aus, die auch die Endglieder zeigen. Die Néel-Temperatur variiert linear mit dem Co:Mn Verhältnis. Der ursprünglich postulierte Morin-Übergang konnte als Fremdphaseneffekt identifiziert werden, der nur in Proben auftritt, die mittels Festkörperreaktion in Pt/Rh Ampullen hergestellt wurden. Dabei handelt es sich um (Co,Mn)3O4 Bestandteile mit Spinellstruktur, deren ferromagnetische Komponente die magnetischen Eigenschaften der Gesamtprobe gegenüber der antiferromagnetischen Hauptphase überlagert und sogar dominiert. Solche Spinellausscheidungen bilden sich auch in scheinbar einkristallinen Proben der Reihe (Co1-xMnx)4Nb2O9. Die stärksten magnetischen Reflexe der Spinelle fallen dabei mit dem 002-Reflex von (Co1-xMnx)4Nb2O9 zusammen und täuschen so eine magnetisch geordnete Komponente in der ab-Ebene vor, wie sie bei einem Morin-Übergang im isostrukturellen System α-Fe2O3 auftritt. Mittels Aufschmelzen im Lichtbogen konnten phasenreine (Co1-xMnx)4Nb2O9 Proben hergestellt und untersucht werden. Diese (Co1-xMnx)4Nb2O9-Pulverproben zeigen im gesamten Stöchiometriebereich bei tiefen Temperaturen einen Phasenübergang vom paramagnetischen in die antiferromagnetische Struktur nach Bertautschen Modell, die auch für die Randglieder bestimmt wurde, mit einer linearen Abhängigkeit der Néel-Temperatur von der Zusammensetzung. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass die Herstellungsbedingungen im System (Co1-xMnx)4Nb2O9 im Hinblick auf geringe Spinell-Ausscheidungen eine entscheidende Rolle spielen. In phasenreinen Proben tritt kein Morin-Übergang auf, vielmehr beobachtet man ein kontinuierliches antiferromagnetisches Verhalten entlang der Mischreihe.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Magnetic properties of the (CoxMn1-x)4Nb2O9 solid solution series. J. Magn. Magn. Mater. 322 (2010) L1-L3
B. Schwarz, D. Kraft, R. Theissmann, H. Ehrenberg
