Multiferroische Übergangsmetalloxide: Analyse der polaren Grundzustände mit dielektrischer Spektroskopie

Multiferroic transition-metal oxides: Analysis of the polar groundstates by dielectric spectroscopy

Übergangsmetalloxide zeigen ein breites Spektrum faszinierender physikalischer Effekte. Phänomene wie Supraleitung, Ferroelektrizität und komplexer Magnetismus machen diese Verbindungsklasse zum Gegenstand intensiver Grundlagenforschung und begründen gleichzeitig ihre immense Bedeutung für die technische Anwendung. Eine herausragende Stellung nehmen dabei Materialien mit multiferroischen Eigenschaften ein. Diese bieten eine sehr reichhaltige Physik und das Potential für vielfältige Anwendungen. Diese Arbeit befasst sich mit einer Reihe von multiferroischen Verbindungen und den Ursachen ihrer polaren Ordnung. In LiCuVO4 und den Seltenen-Erd-Manganaten RMnO3 wird die polare Ordnung von einer komplexen magnetischen Struktur hervorgerufen. Mit Polarisationsmessungen im externen Magnetfeld wird der Zusammenhang zwischen beiden Ordnungen in LiCuVO4 analysiert. Durch dielektrische Spektroskopie wird ein Relaxationsprozess als Schlüssel zu den magnetokapazitiven Eigenschaften der Seltenen-Erd-Manganate identifiziert. Der Nachweis relaxorferroelektrischen Verhaltens in Magnetit (Fe3O4) macht diese seit der Antike als magnetisch bekannte Verbindung zu einem der ersten bekannten Multiferroika und erlaubt gleichzeitig Rückschlüsse auf die Ladungsordnung des Systems.
Transition-metal oxides show a broad spectrum of fascinating physical effects. Among these, materials with multiferroic properties play a prominent role in basic research and technical application. The present work deals with several multiferroic compounds and the origins of their polar orders. LiCuVO4 and the rare-earth manganites RMnO3 show a polar order due to a complex magnetic structure. By measurements of polarisation in external magnetic fields, the relation between magnetic and polar order in LiCuVO4 is analysed. Dielectric spectroscopy reveals a relaxation process as key to the magnetocapacitive effects in the rare-earth manganites. Magnetite, which shows relaxorferroelectricity, is a system where the polar order is connected to the charge order of the system.

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Metadaten
Author:Florian Schrettle
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus-17696
Advisor:Prof. Dr. Alois Loidl
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):22.07.2011
Year of Creation:2011
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:17.05.2011
Tag:Fe3O4; LiCuVO4; Multiferroika; Multiferroikum; RMnO3
dielectric spectroscopy; magnetite; manganite; multiferroics; spinels
SWD-Keyword:Impedanzspektroskopie; Magnetit; Magnetoelektrischer Effekt; Perowskit; Übergangsmetalloxide
Source:Auch gedruckt erschienen: ISBN 978-3-86664-977-4
Institutes:Physik/Materialwissenschaften
Dewey Decimal Classification:530 Physik
PACS-Classification:77.22.-d Dielectric properties of solids and liquids (for dielectric properties of tissues and organs, see 87.19.rf)
77.22.Gm Dielectric loss and relaxation
77.84.Bw Elements, oxides, nitrides, borides, carbides, chalcogenides, etc.
Licence (German):License LogoVeröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand