RNDr. Slavomír GABÁNI, PhD. (1974)

Παρουσίαση με θέμα: "RNDr. Slavomír GABÁNI, PhD. (1974)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 RNDr. Slavomír GABÁNI, PhD. (1974)
Magnetické usporiadanie vo frustrovanom Shastry-Sutherlandovskom magnete TmB4 RNDr. Slavomír GABÁNI, PhD. (1974) mojich 10 rokov skúmania boridov vzácnych zemín frustrácie v boridoch  tetraboridy magnetické usporiadanie v TmB4 ÚEF SAV,

2 REB12 DyB12, HoB12, ErB12, TmB12 – AFM kovy (frustrované)
LuB12 – supravodič (Tc ~ 0.3 K) YB12 – diamagnetický kov (alebo aj supravodič pri Tc ~ 5 K?) YbB12 – zmiešanovalenčný polovodič (I. Baťko a spol.)

3 REB12 Gabáni S., Baťko I., Flachbart K., Shitsevalova N., Paderno Y., Herrmannsdorfer T., Konig R.: Magnetic properties of some rare earth dodecaborides. Acta Physica Slovaca 48 (1998) Gabáni S., Baťko I., Flachbart K., Herrmannsdorfer T., Konig R., Paderno Y., Shitsevalova N.: Magnetic and transport properties of TmB12, ErB12, HoB12 and DyB12. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 207 (1999) Flachbart K., Gabáni S., Gloos K., Meissner M., Operl M., Paderno Y., Pavlík V., Samuely P., Schuberth E., Shitsevalova N., Siemensmeyer K., Szabó P.: Low temperature properties and superconductivity of LuB12. Journal of Low Temperature Physics 140 (2005) Siemensmeyer K., Habicht K., Lonkai T., Maťaš S., Gabáni S., Shitsevalova N., Wulf E., Flachbart K.: Magnetic properties of the frustrated fcc – antiferromagnet HoB12 and below TN. Journal of Low Temperature Physics 146 (2007)

4 REB6 SmB6 – zmiešanovalenčný polovodič YB6 – supravodič (Tc ~ 6 K)
LaB6 – diamagnetický kov (až do 0.05 K) CeB6 – AFM kov (heavy fermion) NdB6, PrB6 – AFM kovy

5 REB6 Flachbart K., Gabáni S., Konovalova E., Paderno Y., Pavlík V.: Ground state formation in intermediate valent SmB6. Physica B 293 (2001) Szabó P., Kačmarčík J., Samuely P., Girovský J., Gabáni S., Flachbart K., Mori T.: Superconducting energy gap of YB6 studied by point-contact spectroscopy. Physica C (2007) Priputen P., Šebek J., Reiffers M., Šantavá E., Gabáni S., Alekseev P.A., Nefeodova E.V., Sadikova I.P., Shitsevalova N., Flachbart K.: Magnetic Field Influence on the Thermal Conductivity of PrB6 Acta Physica Polonica A 113 (2008) Derr J., Knebel G., Braithwaite D., Salce B., Flouquet J., Flachbart K., Gabáni S., Shitsevalova N.: From unconventional insulating behavior towards conventional magnetism in the intermediate-valence compound SmB6. Physical Review B 77 (2008)

6 REB4 DyB4, HoB4, ErB4, TmB4 – AFM kovy (frustrované SSL)
YB4, LuB4 – diamagnetický kov (až do 0.05 K)

7 REB4 Gabáni S., Maťaš S., Priputen P., Flachbart K., Siemensmeyer K., Wulf E., Evdokimova A., Shitsevalova N.: Magnetic Structure and Phase Diagram of TmB4. Acta Physica Polonica A 113 (2008) Siemensmeyer K., Wulf E., Mikeska H.-J., Flachbart K., Gabáni S., Maťaš S., Priputen P., Efdokimova A., Shitsevalova N.: Fractional Magnetization Plateaus and Magnetic Order in Shastry-Sutherland Magnet TmB4. Physical Review Letters 101 (2008)

8 Spolupráca pri REB4 Institute for Problems of Material Science, Kiev, Ukraine – vzorky: A. Evdokimova, N. Shitsevalova Hahn Meitner Institut, Berlin, Germany – neutrónový rozptyl & teória: K. Siemensmeyer, E. Wulf University of Hannover, Hannover, Germany – teória: H.-J. Mikeska IEP SAS, Košice, Slovakia – merania makro. veličín & neutrón. r.: K. Flachbart, S. Gabáni, S. Maťaš, P. Priputen

9 Geometrická frustácia
vysoko degenerovaný základný stav frustrácia magnetických spinov: | ΘP / TN | > 2 Nenulová zvyšková entrópia pri T = 0

10 Geometrická frustrácia
Javy geometrickej frustrácie sú realizované tiež v 3D systémoch, kde tetraédre pokrývajú rohy, hrany a niekedy steny elementárnych buniek formujúc periodickú štruktúry.

11 RKKY – interakcia je výrazná
REB4 ( χ = M / B = C / (T – ΘP) ) RKKY – interakcia je výrazná TmB4: veľký pomer P / TN = 45.9 K / 11.7 K

12 Shastry- Sutherland Lattice
B.S. Shastry and B. Sutherland, Physica 108 B+C (1981) 1069 SrCu2(BO3)2 – jediný príklad. Platá pri vysokých poliach T. – Kageyama et al., PRL 82 (1999) TmB4 – excelentný príklad SSL. Platá pri nízkych poliach 1.6 T.

13 Shastry- Sutherland Lattice
J’ >> J – Heisenbergovský AFM s Néelovským základným stavom J’ << J – diméry na diagonálach  základný stav je singlet oddelený en. medzerou od exc. tripletného stavu = “quantum spin liquid”

14 TmB4 B || c B || a Silná Isingovská anizotrópia
S. Gabáni et al., AcPPA 113 (2008) 227 F. Iga et al., JMMM 310 (2007) e443

15 TmB4 B || c B || a TN1 = 11.7 K, TN2 = 9.8 K eff = 6.5 B P = 45.9 K

16 TmB4 B || c B || a M(T, B) – VMS PPMS do 14 T, platá s M ~ 1/11, 1/9, 1/8, 1/7 MS C(T, B) – 3He kryostat do 5 T, Schottky E ~ 9.9 meV R(T, B) – 4He kryostat do 7 T, RRR ~ 114

17 Základný stav – silná Isingovská anizotrópia vedúca k Seff = 1/2
B || c TmB4 Základný stav – silná Isingovská anizotrópia vedúca k Seff = 1/2 T > TN1: R*ln(2)  Seff = ½ , mJ =  6  doublet (voľné Tm3+ ióny), TN1 > T > TN2: R*ln(1.75) = (1/2)R*ln(3)  Seff = 1 triplet (diméry) T > TN2: R*ln(1.42) = (1/2)R*ln(2)  Seff = ½  doublet (diméry)

18 B || c TmB4

19 B || c TmB4 b a Amplitúdovo-modulovaná štruktúra

20 TmB4 vs SrCu2(BO3)2 Hofstadter butterfly - fraktálne en. spektrum neinterag. 2D-fermiónového plynu v mag. p. Platá v SrCu2(BO3)2 sú vysvetlené Chern Simmons aproximáciou podobne ako vo fractional Quantum Hall Effect v 2D-fermion. plyne TmB4 - magnetický analóg ku Quantum Hall Effect (Klitzing, Laughlin)

21 Ďakujem za pozornosť