Tuning frustration in spin liquids by uniaxial pressure
Final Report Abstract
Thermische Ausdehnung und Magnetostriktion sind richtungsabhängige thermodynamische Messgrößen, welche ideal geeignet sind, um elektronisch hochkorrelierte Materialien, insbesondere in Bezug auf klassische und Quantenphasenübergänge zu charakterisieren. Im Rahmen des Projekts wurden kapazitive Dilatometer entwickelt, welche es erlauben Längenänderungen bis zu sehr tiefen Temperaturen, winkelabhängig in Bezug auf angelegtes Magnetfeld und auch unter hohem uniaxial Druck einiger kbar mit extrem hoher relativer Auflösung bis 10^-9 zu detektieren. Für eine Heusler-Formgedächtnislegierung wurde gezeigt dass bereits moderater uniaxialer Druck die magnetostrukturelle Kopplung stark beeinflusst und somit potentielle Anwendungen wie mechanische Schalter hierdurch optimiert werden können. Für das geometrisch frustriete Kondogitter CeRhSn konnte mittels uniaxialem Druck ausgehend von einem quantenkritische Grundzustand das System in eine magnetisch geordnete Phase überführt werden. Dies beweist, dass geometrische Frustration über uniaxialen Druck variiert werden kann und ein wichtiger zweiter Parameter (neben der relativen Stärke der Kondo-WW) ist, der das Verhalten von Schwer-Fermion Metallen bestimmt. Darüber hinaus wurde eine sehr große uniaxiale Anisotropie in der Längenausdehnung von Quadrupolaren Kondogittern experimentell nachgewiesen.
Publications
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Highly anisptropic strain dependences in PrIr2Zn20
A. Wörl, T. Onimaru, Y. Tokiwa, Y. Yamane, K.T. Matsumoto, T. Takabatake, P. Gegenwart
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A uniaxial stress capacitive dilatometer for highresolution thermal expansion and magnetostriction under multiextreme conditions. Rev. Sci. Instr. 87 (2016) 073903
R. Küchler, C. Stingl, and P. Gegenwart
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The world’s smallest capacitive dilatometer, for high-resolution thermal expansion and magnetostriction in high magnetic fields. Rev. Sci. Instru. 88 (2017) 083903
R. Küchler, A. Wörl, P. Gegenwart, M. Berben, B. Bryant, and S. Wiedmann
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Uniaxial stress tuning of geometrical frustration in a Kondo lattice. Phys. Rev. B 96 (2017) 241110(R)
R. Küchler, C. Stingl, Y. Tokiwa, M. S. Kim, T. Takabatake, and P. Gegenwart
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Uniaxial-stress tuned large magnetic-shape-memory effect in Ni-Co-Mn-Sb Heusler alloys. Appl. Phys. Lett. 110 (2017) 071901
C. Salazar Mejia, R. Küchler, A. K. Nayak, C. Felser, and M. Nicklas
