Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Tiefe Temperaturen Donnerstag
TT 30.10 Do 14:30 Poster A
Ferromagnetic Polarons in the 2D Kondo Model — •Maria
Daghofer 1 , Winfried Koller 2 , Hans Gerd Evertz 1 , and Wolfgang
von der Linden 1 — 1 Institut für Theoretische Physik, TU Graz,
Petersgasse 16, 8010 Graz, Österreich — 2 Department of Mathematics,
Imperial College London, London SW7 2BZ , GB
The 2D ferromagnetic Kondo model with classical corespins is studied
via unbiased Monte-Carlo simulations. A canonical algorithm for finite
temperatures is developed.
We show that with realistic parameters for the manganites and at low
temperatures, the double-exchange mechanism does not lead to phase
separation on a two-dimensional lattice but rather stabilizes individual
ferromagnetic polarons. Within the ferromagnetic polaron picture, the
pseudogap in the one-particle spectral function Ak(ω) can easily be explained.
Further, we explore the influence of the AFM superexchange coupling
J ′ . We find that larger J ′ stabilizes the polarons, while it destroys the ferromagnetism
at very large doping and leads to the so called ”flux phase”
around half filling of the lower Kondo band. We also find that lower
temperatures further enhance polaronic behavior at realistic parameters
J ′ > 0.01.Detailed phase diagrams for β = 50 and β = 80 are given, in
which a narrow window in parameter space exists for phase separation.
TT 30.11 Do 14:30 Poster A
UV-Photoemissions-Spektroskopie zur Deutung der magnetischen
Eigenschaften von Fe1−xCoxSi-Einkristallen — •D. Menzel,
D. Zur und J. Schoenes — Institut für Halbleiterphysik und
Optik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106
Braunschweig
Das System FeSi mit seinen ungewöhnlichen paramagnetischen Eigenschaften
hat seit kürzerer Zeit wegen seines Verhaltens als Kondo-Isolator
großes Interesse hervorgerufen. Dotiert man FeSi mit Co, so erhält man
ab einer Co-Konzentration von 5 at.% einen Übergang zu einem ferromagnetischen
Metall. Die Oberflächen von Fe1−xCoxSi-Einkristallen mit
unterschiedlicher Co-Konzentration, die mit Tri-Arc-Czochralski-Technik
hergestellt worden sind, wurden im Ultrahochvakuum zunächst durch Ar-
Sputtern gereinigt und anschließend in einem Temperschritt ausgeheilt.
In-situ-UV-Photoemissions-Untersuchungen zeigen ein scharfes Valenzbandmaximum,
das sich mit wachsender Co-Konzentration in Richtung
der Fermikante verschiebt. Auf diese Weise vergrößert sich die elektronische
Zustandsdichte am Ferminiveau, so dass das Stoner-Kriterium für
ferromagnetischen Austausch erfüllt wird. Magnetische Untersuchungen,
die mit einem SQUID-Magnetometer durchgeführt wurden, zeigen ein
nahezu reines Spinmoment von 1 Elektron pro Co-Atom.
TT 30.12 Do 14:30 Poster A
Obtaining optical constants for resonant soft x-ray scattering
— •J. Schlappa 1 , C. Schüßler-Langeheine 1 , Z. Hu 1 , M. W.
Haverkort 1 , E. Schierle 2 , H. Ott 2 , E. Weschke 2 , G. Kaindl 2 ,
P. Abbamonte 3 , M. Huijben 4 , G. Rijnders 4 , D. H. A. Blank 4 ,
A. Tanaka 5 , and L. H. Tjeng 1 — 1 II. Physikalisches Institut, Universität
zu Köln — 2 Institut für Experimentalphysik, Freie Universität
Berlin — 3 NSLS, Brookhaven National Laboratory, USA — 4 Faculty of
Science and Technology, University of Twente, Enschede, Netherlands —
5 ADSM, Hiroshima University, Japan
The new technique of resonant soft x-ray scattering at the transition
metal L2,3 and lanthanide M4,5 absorption edges is uniquely suited to
study order phenomena like spin, charge and orbital order in correlated
solids. A quantitative data analysis, however, requires the precise determination
of optical constants across the resonance. While these constants
are quite well known for energies far off resonance, reliable data on resonance,
where the index of refraction shows a strong energy dependence,
are missing. As a model system, we studied different surfaces of SrTiO3
at the Ti L2,3 resonance and obtained the optical parameters either indirectly
from a Kramers-Kronig transform of the absorption signal or
directly by measuring reflectivity and from that determined the critical
angle of total reflection. These results will be compared to theoretical
values. We demonstrate how much a proper data interpretation depends
on the precise knowledge of optical constants and discuss the suitability
and accuracy of either exprimental techniqe for their determination.
TT 30.13 Do 14:30 Poster A
Gitterdynamik von LaCoO3: Wechselspiel von Gitter- und Spinfreiheitsgraden
— •M. Cwik, M. Kriener, C. Zobel, T. Taetz, T.
Lorenz, A. Freimuth und M. Braden — II. Physikalisches Institut,
Universität zu Köln, Zülpicher Str. 77, 50937 Köln
Die Natur des thermisch induzierten Spinübergangs von LaCoO3 von
einem unmagnetischen Isolator zu einem paramagnetischen Isolator bei
100 K und des Isolator-Metall-Übergangs bei 500 K ist Gegenstand
kontroverser Diskussionen. Vom Grundzustand t6 2ge0g (S=0) des Co3+ -
Ions ist in Abhängigkeit von den relativen Energieskalen der Kristallfeldaufspaltung
und der Hund’schen Kopplung ein Übergang in einen
Intermediate-Spin- (IS) t5 2ge1 g (S=1) und in einen Highspin-Zustand (HS)
t 4 2g e2 g
(S=2) möglich. Untersuchungen der thermischen Ausdehnung und
der magnetischen Suszeptibilität deuten auf ein Einsetzen orbitaler Ordnung
beim Spinübergang und auf ein Verschwinden dieser beim Isolator-
Metall-Übergang hin [1]. Diese Ergebnisse favorisieren einen starken Einfluss
des Jahn-Teller-aktiven IS. Eine strukturelle Symmetrieerniedriegung
durch eine kollektive Jahn-Teller-Verzerrung wurde anhand von
Röntgendiffraktionsexperimenten beobachtet [2]. Wir präsentieren die
Ergebnisse detaillierter Untersuchungen der Gitterdynamik von LaCoO3-
Einkristallen mittels inelastischer Neutronenstreuung. Die Bindungsstreckschwingungen
entlang der drei Hauptsymmetrierichtungen zeigen
eine im Vergleich zu vielen anderen 3d Oxidperovskiten flache Dispersion.
gefördert von der DFG durch den SFB 608
[1] C. Zobel et al. Phys. Rev. B 66, 020402(R) (2002)
[2] G. Maris et al. Phys. Rev. B 67, 224423 (2003)
TT 30.14 Do 14:30 Poster A
Spin- und Metall-Isolator-Übergang in La1−xEuxCoO3 — •M.
Kriener, J. Baier, H. Kierspel, T. Lorenz, A. Reichl, C. Zobel,
S. Jodlauk und A. Freimuth — II. Physikalisches Institut, Universität
zu Köln, Zülpicher Str. 77, 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 (T > 30K) wird
auch das eg-Orbital mit Elektronen thermisch besetzt, und es entwickelt
sich ein magnetisches Moment. Bei etwa 500K durchläuft die
Substanz einen Metall-Isolator-Übergang. Die Dotierung mit isovalentem
Eu bietet die Möglichkeit der gezielten Einstellung von Spin- und
Ladungsträgerlücke sowie Metall-Isolator-Übergangstemperatur. Unverstanden
ist bislang, warum die Größe der Spinanregungslücke so stark
von der der Ladungsanregungslücke abweicht. Wir diskutieren Suszeptibilität,
Widerstand, thermische Ausdehnung, spezifische Wärme und
Wärmeleitfähigkeit von La1−xEuxCoO3 innerhalb eines Modells, das eine
Jahn-Teller-Aufspaltung des magnetischen Zustandes miteinbezieht.
Wir führen den starken Anstieg beider Lücken auf eine systematische
Zunahme des Kristallfeldes auf Grund der La-Substitution durch das
kleinere Eu zurück. Die Ladungslücke wächst dabei stärker, da wegen
der strukturellen Verzerrung die Leitungsbandbreite kleiner wird. Obiges
Modell erklärt auch, daß im Bereich des Spinübergangs die thermische
Ausdehnung stark erhöht und die Wärmeleitfähigkeit unterdrückt wird.
Gefördert von der DFG durch den SFB 608.
TT 30.15 Do 14:30 Poster A
Observation of non-Gaussian conductance fluctuations at low
temperatures in Si:P(B) at the metal-insulator transition —
•Swastik Kar 1 , A. K. Raychaudhuri 1 , Arindam Ghosh 2 , H. v.
Löhneysen 3 , and G. Weiss 3 — 1 Department of Physics, Indian Institute
of Science, Banaglore 560012, India — 2 Cavendish Laboratory,
University of Cambridge, Cambridge CB3 0HE, United Kingdom —
3 Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe, Ger-
many
Conductance fluctuation(noise) has been one of the most studied areas
in condensed matter. Of considerable interest is the behavior of noise near
the the Anderson-Mott metal-insulator transition (MIT). In this report
we present the results of the first extensive experimental investigations
of non-Gaussian conductance fluctuations in a bulk (3-D) system (single
crystals of P-doped Si) as it is driven through the MIT at low temperatures
(T< 20K). As T → 0 and the system crosses over to the insulating
regime, the scaled magnitude of noise, γH, increases with decrease in temperature
following an approximate power-law γH ∼ T −β . At low temperatures,
γH diverges as n decreases through the critical concentration nc,
accompanied by a growth of low-frequency spectral weight. The second
spectrum and the Probability Density of the fluctuations show strong