Lokale strukturelle und elektronische Eigenschaften von V2O3 und ZnV2O4

Local Structural and Electronic Properties of V2O3 and ZnV2O4

  • In dieser Arbeit werden mit der Methode der Röntgenabsorptionsspektroskopie die Übergangsmetalloxid-Verbindungen V2O3 und ZnV2O4 untersucht, die als elektronisch hochkorrelierte Systeme von grundlegendem Interesse für die Festkörperphysik sind. Messungen der Feinstruktur von Vanadium und Sauerstoff K-Absorptionskanten und der Vergleich mit theoretisch berechneten Spektren zeigen, dass die lokalen Eigenschaften dieser Materialien, die zum Teil deutlich von den langreichweitigen, bisher bekannten Eigenschaften abweichen, das charakteristische Verhalten wahrscheinlich entscheidend beeinflussen. Es wird gezeigt, dass die beiden isolierenden Phasen von V2O3 (die paramagnetisch isolierende (PI-) und die antiferromagnetisch isolierende (AFI-) Phase) lokal sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen, die sich deutlich von den lokalen Eigenschaften der paramagnetisch metallischen (PM-) Phase unterscheiden. Insbesondere stimmen die lokale und die langreichweitige Symmetrie der räumlichen Struktur inIn dieser Arbeit werden mit der Methode der Röntgenabsorptionsspektroskopie die Übergangsmetalloxid-Verbindungen V2O3 und ZnV2O4 untersucht, die als elektronisch hochkorrelierte Systeme von grundlegendem Interesse für die Festkörperphysik sind. Messungen der Feinstruktur von Vanadium und Sauerstoff K-Absorptionskanten und der Vergleich mit theoretisch berechneten Spektren zeigen, dass die lokalen Eigenschaften dieser Materialien, die zum Teil deutlich von den langreichweitigen, bisher bekannten Eigenschaften abweichen, das charakteristische Verhalten wahrscheinlich entscheidend beeinflussen. Es wird gezeigt, dass die beiden isolierenden Phasen von V2O3 (die paramagnetisch isolierende (PI-) und die antiferromagnetisch isolierende (AFI-) Phase) lokal sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen, die sich deutlich von den lokalen Eigenschaften der paramagnetisch metallischen (PM-) Phase unterscheiden. Insbesondere stimmen die lokale und die langreichweitige Symmetrie der räumlichen Struktur in der PI-Phase nicht überein. Weiter wird gezeigt, dass beim Metall-Isolator-Übergang von der PM- in die AFI-Phase strukturelle Änderungen den Änderungen der elektronischen und magnetischen Eigenschaften vorausgehen. Dies deutet darauf hin, dass der Metall-Isolator Übergang strukturell getrieben wird. Für ZnV2O4 werden charakteristische Unterschiede der lokalen Eigenschaften zwischen Pulverproben und Einkristallen gefunden, die entweder von Verspannungen der Kristalle herrühren oder von Anisotropien der elektronischen Zustände verursacht werden.show moreshow less
  • In this thesis the electronically correlated transition metal oxide compounds V2O3 and ZnV2O4, which are of basic interest for solid state physics, are investigated using X-ray absorption techniques. Measurements of the fine structure at Vanadium and Oxygen K absorption edges together with a comparison to theoretically calculated spectra show that the local properties of these materials, which under certain conditions deviate drastically from the long-range properties known so far, crucially influence the characteristic behaviour. It is shown that the two insulating phases of V2O3 (the paramagnetic insulating (PI) and the antiferromagnetic insulating (AFI) phase) exhibit very similar local properties which are well distinguished from those of the paramagnetic metallic (PM) phase. In particular, a disagreement is found between the local and the long-range spatial symmetry of the PI phase. It is further shown that at the metal-insulator transition from the PM to the AFI phase structuralIn this thesis the electronically correlated transition metal oxide compounds V2O3 and ZnV2O4, which are of basic interest for solid state physics, are investigated using X-ray absorption techniques. Measurements of the fine structure at Vanadium and Oxygen K absorption edges together with a comparison to theoretically calculated spectra show that the local properties of these materials, which under certain conditions deviate drastically from the long-range properties known so far, crucially influence the characteristic behaviour. It is shown that the two insulating phases of V2O3 (the paramagnetic insulating (PI) and the antiferromagnetic insulating (AFI) phase) exhibit very similar local properties which are well distinguished from those of the paramagnetic metallic (PM) phase. In particular, a disagreement is found between the local and the long-range spatial symmetry of the PI phase. It is further shown that at the metal-insulator transition from the PM to the AFI phase structural changes preceed changes of the electronic and magnetic properties. This suggests that the metal-insulator transition is structurally driven. In ZnV2O4 characteristic differences are found between the local properties of single crystalline and powdered samples. These originate either from strain in the single crystals or from anisotropy of the electronic states.show moreshow less

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Metadaten
Author:Peter PfalzerGND
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus-1063
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/65
Advisor:Siegfried R. Horn
Type:Doctoral Thesis
Language:German
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Date of final exam:2005/01/26
Release Date:2005/04/13
Tag:V2O3; ZnV2O4
X-ray absorption; electronic correlations; V2O3; ZnV2O4
GND-Keyword:Festkörperspektroskopie; Vanadiumoxide; Vanadate; EXAFS; XANES; Elektronenkorrelation
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik