ZBORNIK POVZETKOV - Soft Matter Laboratory

Električne, magnetne in termične lastnosti kompleksne kovinske
spojine δ-FeZn10
P. Koželj 1 , S. Jazbec 1 , Z. Jagličić 2 , M. Feuerbacher 3 , J. Dolinšek 1,4
1
Institut Jožef Stefan & Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko; Ljubljana, Slovenija
2
Institut za matematiko, fiziko in mehaniko & Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo;
Ljubljana, Slovenija
3
Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, Jülich D-52425, Nemčija
4
EN-FIST center odličnosti, Dunajska 156, 1000 Ljubljana
Šele najmodernejše metode gojenja kristalnih vzorcev ter analize fizikalnih lastnosti nam
omogočajo resno eksperimentalno delo s kompleksnimi kovinskimi spojinami [1], tj.
razredom kovinskih spojin, katerih osnovne celice vsebujejo od nekaj deset do nekaj tisoč
atomov. Cilj raziskave [2] je bil določiti električne, magnetne in termične lastnosti pred
kratkim odkrite zlitine δ-FeZn10 [3]. Preučevana zlitina ima tipične strukturne lastnosti
kompleksnih kovinskih spojin - gigantsko osnovno celico s 556 atomi, na nivoju atomov je
njena struktura podobna (ikozaedričnim) kvazikristalom z atomskimi gručami ikozaedrične
simetrije, vsebuje delno zasedena kristalografska mesta in naključno orientirane skupke
atomov. Majhno električno in toplotno prevodnost δ-FeZn10 pojasni naravna neurejenost
zaradi delno zasedenih mest in naključnih orientacij. Tudi kompleksna elektronska struktura,
ki se kaže v nasprotnih predznakih termoelektrične moči in Hallovega koeficienta, je
posledica kompleksne zgradbe. Faza δ-FeZn10 je paramagnetna do najnižje eksperimentalne
temperature 2 K, opazili pa smo tudi močno sklopitev spinov antiferomagnetnega tipa. Na
podlagi meritev specifične toplote je mogoče sklepati o nastanku skupkov lokalno urejenih
magnetnih momentov, kar nakazuje, da bi pod našo najnižjo mersko temperaturo lahko prišlo
do faznega prehoda v globalno urejeno magnetno stanje. Magnetoupornost materiala je znatna
in znaša 1,5 % pri temperaturi 2 K v
magnetnem polju 9 T. Sprememba
električne upornosti s temperaturo je
majhna, med 2 K in 300 K znaša le
7 %, pri čemer se pri približno 220 K
nahaja vrh električne upornosti.
Nemonotono obliko temperaturne
odvisnosti upornosti lahko natančno
opišemo v okviru teorije počasnih
nosilcev naboja, ki opisuje snovi s
šibko disperzijo elektronskih pasov -
segrevanje lahko povzroči prehod
gibanja elektronov iz balističnega v
difuzijski režim, kar pa pomeni, da
električna upornost neha naraščati s Slika: Odvisnost magnetoupornosti ∆ρ / ρ =
temperaturo in začne padati.
[ ρ ( B)
ρ(
0)]
/ ρ(
0)
− od gostote magnetnega polja pri nekaj
različnih temperaturah
[1] K. Urban in M. Feuerbacher. J. Non-Cryst. Solids 334–335, 143 – 150 (2004).
[2] S. Jazbec, P. Koželj, S. Vrtnik, Z. Jagličić, P. Popčević, J. Ivkov, D. Stanić, A. Smontara, M. Feuerbacher, in
J. Dolinšek. Phys. Rev. B 86, 064205 (2012).
[3] C. H. Belin in R. C. Belin. J. Solid State Chem. 151(1), 85 – 95 (2000).
56