N.C.S.R. "Demokritos"

Έρευνα

Τομέας Επιστήμης Υλικών

small logo

Ισχυρά συσχετισμένα ηλεκτρονιακά συστήματα (περοβσκίτες του μαγγανίου)

Ενενήντα χρόνια από την ανακάλυψη της κβαντικής μηχανικής μεγάλος αριθμός φυσικών και χημικών ιδιοτήτων έχουν ικανοποιητικά ερμηνευθεί, όπως τα ενεργειακά φάσματα των ατόμων των μορίων και των απλών στοιχειακών ενώσεων. Παρόλη τη μεγάλη πρόοδο που έχει σημειωθεί, υπάρχουν ζητήματα ποιο πολύπλοκων στερεών που δεν έχουν ακόμη πλήρως κατανοηθεί, παρά την πολύχρονη και εκτεταμένη έρευνα. Αυτά τα προβλήματα έχουν να κάνουν κυρίως, με πολλαπλά οξείδια στοιχείων μετάβασης όπου η φυσική εικόνα του ημιαγωγού ή του απλού μετάλλου δεν είναι αρκετή για να εξηγήσει τις παρατηρούμενες ιδιότητες. Το κύριο ερώτημα που χρειάζεται να απαντηθεί εδώ: είναι πώς αλλάζουν οι ηλεκτρονιακές ιδιότητες αυτών των οξειδίων με την αλλαγή του αριθμού των ηλεκτρονίων σθένους; Κλασσικά παραδείγματα αυτής της κατηγορίας είναι οι υπεραγωγοί μεγάλης κρίσιμης θερμοκρασίας (πχ πολλαπλά οξείδια του χαλκού) και οι περοβσκίτες του μαγγανίου. Όπως έχουν δείξει μεγάλος αριθμός πειραμάτων η αλλαγή του αριθμού των ηλεκτρονίων που αφορούν τα υβριδισμένα 3d τροχιακά του μεταβατικού στοιχείου με τα 2p του οξυγόνου παράγουν καταστάσεις που δεν μπορούν να ερμηνευτούν θεωρώντας απλά ότι κάποιες ενεργειακές ζώνες αδειάζουν η γεμίζουν. Σαν ένα παράδειγμα των ερευνητικών μας προσπαθειών, στο επισυναπτόμενο σχήμα παραθέτουμε αντιπροσωπευτικά πρόσφατα πειραματικά αποτελέσματα που αφορούν την ένωση La1-xCaxMnO3 (0 < x < 1). Χρησιμοποιώντας δεδομένα περίθλασης νετρονίων και ακτίνων x υπερύψηλης διακριτικής ικανότητας διαπιστώσαμε ότι υπάρχουν σημαντικές πειραματικές ενδείξεις ότι η χωρική κατανομή του ηλεκτρικού φορτίου και των σπιν υλοποιείται μέσω κυμάτων φορτίου και σπίν για x > 0.5. Στην σιδηρομαγνητική μονωτική περιοχή του φασικού διαγράμματος βρήκαμε ότι η τάξη των τροχιακών eg μπορεί να είναι υπεύθυνη για τον σιδηρομαγνητισμό της βασικής κατάστασης.

Σχετικές δημοσιεύσεις σε περιοδικά

  • Pissas, M., Margiolaki, I., Papavassiliou, G., Stamopoulos, D., Argyriou, D. (2005) Crystal and magnetic structure of the La1-xCaxMnO3 compound (0.11 < x < 0.175), Physical Review B 72, 1-15.
  • Pissas, M., Margiolaki, I., Prassides, K., Suard, E. (2005) Crystal and magnetic structural study of the La1-xCaxMnO3 compound (x=34), Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 72, 1-10.
  • Kallias, G., Pissas, M., Hoser, A. (2000) Neutron diffraction study of La0.5Ca0.5MnO3 under an external magnetic field, Physica B: Condensed Matter 276, 778-779.
  • Simopoulos, A., Pissas, M., Kallias, G., Devlin, E., Moutis, N., Panagiotopoulos, I., Niarchos, D., Christides, C., Sonntag, R. (1999) Study of Fe-doped La1-xCaxMnO3 (x?1/3) using Mo?ssbauer spectroscopy and neutron diffraction, Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 59, 1263-1271.
  • Τομέας Επιστήμης Υλικών, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. "Δημόκριτος", 153 10 Αγ. Παρασκευή, Αττική, τηλ.: +30 2106503381, fax: +30 210 6519430
    Contact Us | ©2008 Institute of Materials Science, N.C.S.R. "Demokritos"