Magnetismus und Transporteigenschaften ternärer Eisenchalkogenide mit reduzierter Dimension
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt konzentrierte sich auf die Untersuchung eindimensionaler kettenartiger antiferromagnetischer ternärer Eisenchalkogenide AFeX2 (A = K, Rb, Cs, Tl; X = S, Se), die wegen des ungewöhnlichen linearen Anstiegs ihrer magnetischen Suszeptibilität mit ansteigender Temperatur auffallen und von großem Interesse sind. Darüber hinaus sind die Forschungsergebnisse dieses Projektes für das Verständnis der quasi zweidimensionalen eisenbasierten Supraleiter relevant, denn die betrachteten Spinkettensysteme enthalten die gleichen FeX4 Bausteine. Unsere Arbeiten umfassten die Synthese hochwertiger Einkristalle, die ausführliche experimentelle Untersuchung ihrer physikalischen Eigenschaften mit einer Vielzahl komplementärer Messmethoden und die Entwicklung eines selbst-konsistenten Auswerteverfahrens basierend auf modernen ab-initio-Methoden zur Berechnung von Bandstrukturen, elektronischen Zustandsdichten, Spin- und Ladungsverteilungen, elektrischen Feldgradienten, Phononendispersionen und elementspezifischen Phononenzustandsdichten. Der vollständige Satz experimentellen Daten von Wärmekapazität, magnetischen Momenten, Infrarotabsoption, nuklear inelastischer Streuung und Mössbauer-Spektroskopie wurde auf der Basis der Ergebnisse der ab-initio Studien ausgewertet. Dieses Verfahren erlaubte eine zuverlässige Separation des magnetischen Beitrags zur spezifischen Wärme. Damit war es möglich, die zugehörige magnetische Entropie und den entsprechenden Spinwert des Eisens in diesen Kettenverbindungen zu bestimmen. Weitere Studien betrafen die Frage bezüglich möglicher eindimensionaler elektrischer Leitfähigkeit entlang der Ketten aus kantenverknüpften FeX4 Tetraedern. Obwohl alle Proben experimentell eine insgesamt halbleitende Charakteristik aufweisen, zeigen unsere Dichtefunktionaltheorie-Rechnungen einen Isolator-zu-Metall-Übergang beim Übergang von der langreichweitig geordneten antiferromagnetischen Phase in die paramagnetische Phase. Elektronenspinresonanzmessungen in der paramagnetischen Phase der AFeX2-Verbindungen weisen auf zweidimensionale Spinkorrelationen bei Annäherung an die Néeltemperatur hin: Hier beobachtet man ein Berezinskii-Kosterlitz-Thouless-Szenario in der Temperaturabhängigkeit der Resonanzlinienbreite. Vergleichende Untersuchungen wurden am quasi zweidimensionalen Eisenpniktid-Supraleiter EuRbFe4As4 durchgeführt, der eine Koexistenz von Supraleitung und magnetischer Ordnung sowie einen Berezinskii-Kosterlitz-Thouless-Übergang zeigt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Application of Nuclear Inelastic Scattering Spectroscopy to the Frequency Scale Calibration of Ab Initio Calculated Phonon Density of States of Quasi-One-Dimensional Ternary Iron Chalcogenide RbFeSe2. Applied Sciences, 10(20), 7212.
Kiiamov, Airat; Tsurkan, Vladimir; Croitori, Dorina; Krug, von Nidda Hans-Albrecht; Seidov, Zakir; Wille, Hans-Christian; Sergueev, Ilya; Leupold, Olaf; Tayurskii, Dmitrii & Tagirov, Lenar
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Topological magnetic order and superconductivity inEuRbFe4As4. Physical Review B, 103(19).
Hemmida, M.; Winterhalter-Stocker, N.; Ehlers, D.; von Nidda, H.-A. Krug; Yao, M.; Bannies, J.; Rienks, E. D. L.; Kurleto, R.; Felser, C.; Büchner, B.; Fink, J.; Gorol, S.; Förster, T.; Arsenijevic, S.; Fritsch, V. & Gegenwart, P.
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Density Functional Theory Approach to the Vibrational Properties and Magnetic Specific Heat of the Covalent Chain Antiferromagnet KFeS2. Molecules, 27(9), 2663.
Kiiamov, Airat; Kuznetsov, Maxim; Croitori, Dorina; Filippova, Irina; Tsurkan, Vladimir; Krug, von Nidda Hans-Albrecht; Seidov, Zakir; Mayr, Franz; Widmann, Sebastian; Vagizov, Farit; Tayurskii, Dmitrii & Tagirov, Lenar
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Doping Control of Magnetic Anisotropy for Stable Antiskyrmion Formation in Schreibersite (Fe,Ni)3P with S4 symmetry. Advanced Materials, 34(11).
Karube, Kosuke; Peng, Licong; Masell, Jan; Hemmida, Mamoun; Krug, von Nidda Hans‐Albrecht; Kézsmárki, István; Yu, Xiuzhen; Tokura, Yoshinori & Taguchi, Yasujiro
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Magnetic and vibrational properties of the covalent chain antiferromagnet RbFeS2. Journal of Physics: Conference Series, 2164(1), 012026.
Kiiamov, A.; Seidov, Z.; Croitori, D.; Tsurkan, V.; Krug, von Nidda H.-A.; Günther, A.; Tagirov, L. & Tayurskii, D.
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Ab initio Modeling of Phonons in the Family of Quasi-One-Dimensional Antiferromagnets AFeX2. Phonons - Recent Advances, New Perspectives and Applications. IntechOpen.
Kiiamov, Airat; Kuznetsov, Maxim; Tsurkan, Vladimir; Croitori, Dorina; Krug, von Nidda Hans-Albrecht; Seidov, Zakir; Mayr, Franz; Hemmida, Mamoun; Widmann, Sebastian; Günther, Axel; Loidl, Alois; A., Tayurskii Dmitrii & R., Tagirov Lenar
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Role of magnetic anisotropy in the antiskyrmion-host schreibersite magnets. Physical Review B, 110(5).
Hemmida, M.; Masell, J.; Karube, K.; Ehlers, D.; von Nidda, H.-A. Krug; Tsurkan, V.; Tokura, Y.; Taguchi, Y. & Kézsmárki, I.
