Magnetische Phasendiagramme und Spinrotationsprozesse in hexagonalen Manganiten

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Symmetrien in magnetischen Festk¨orpern
  • Festk¨orpersymmetrien
  • Formen magnetischer Ordnung
  • Frustration
• Nichtlineare Optik an magnetischen Systemen
  • Motivation
  • Nichtlineare Optik
• Meßaufbau
  • Uberblick
  • Lichtquellen: Nd:YAG-Laser, OPO, Farbstofflaser
  • Kryostaten
  • CCD-Kamera
• Hexagonale Manganite
  • Allgemeine Eigenschaften
  • Kristallstruktur
  • Optische Eigenschaften
  • Magnetische Ordnung
• SH-Spektroskopie
  • Spektroskopie als Freiheitsgrad
  • SH-Spektroskopie an InMnO3
  • Normierte SH-Spektren der magnetischen Ordnung der hexagonalen Manganite
  • Phasendiagramm der Mn3+-Ordnung
• Magnetfeldinduzierter α-β-Phasenubergang
  • Einfuhrung
  • Magnetfeld-Temperatur-Phasendiagramme der Manganordnung in YbMnO3 und TmMnO3
  • Bestimmung der Symmetrie der β-Ordnung
  • Theoretisches Modell fur den α-β-Phasenubergang
  • Erweiterung des theoretischen Modells

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung magnetischer Phasendiagramme und Spinrotationsprozessen in hexagonalen Manganiten. Das Ziel ist es, das Wechselspiel der frustrierten magnetischen Ordnungen der Mn3+-Ionen und der R3+-Ionen mit magnetischem Moment in diesen Materialien zu erkl¨aren. Die Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen den magnetischen Ordnungen und den Energiebeitr¨agen zum Hamiltonoperator des Gesamtsystems.

• Magnetische Ordnung in frustrierten Systemen
• Nichtlineare Optik als Methode zur Untersuchung magnetischer Strukturen
• Magnetische Ordnung der Mn3+-Ionen in hexagonalen Manganiten
• Wechselwirkung zwischen Mangan- und Seltenerd-Untergittern
• Magnetfeldinduzierter α-β-Phasenubergang

Zusammenfassung der Kapitel

Die ersten beiden Kapitel der Arbeit befassen sich mit den theoretischen Grundlagen. Kapitel 1 erl¨autert die grundlegenden Symmetriegruppen und -prinzipien der Festk¨orperphysik sowie verschiedene magnetische Ordnungsformen und das Konzept der Frustration. Kapitel 2 motiviert die Verwendung der nichtlinearen Optik als Untersuchungsmethode f¨ur magnetische Strukturen, indem der Zusammenhang zwischen Symmetrie und Optik aufgezeigt wird.

Kapitel 3 beschreibt den f¨ur die Experimente verwendeten Meßaufbau. Kapitel 4 widmet sich den kristallinen, optischen und magnetischen Eigenschaften der untersuchten hexagonalen Manganite und f¨uhrt die SH-Spektroskopie als Methode zur Untersuchung der magnetischen Ordnung der Manganionen ein.

Die Kapitel 5 und 6 pr¨äsentieren die experimentellen Ergebnisse. Kapitel 5 befasst sich mit der verbesserten SH-Spektroskopietechnik und den daraus gewonnenen Erkenntnissen, einschließlich der erstmaligen Beobachtung des SH-Spektrums der magnetischen Ordnung der Manganionen in InMnO3. Kapitel 6 untersucht die Wechselwirkung zwischen den magnetischen Ordnungen der Manganionen und Seltenerdionen und stellt ein mikroskopisches Modell zur Erkl¨arung der beobachteten Effekte vor.

Schlüsselwörter

Die Arbeit behandelt Themen wie magnetische Phasendiagramme, Spinrotationsprozesse, hexagonale Manganite, frustrierte magnetische Systeme, nichtlineare Optik, SH-Spektroskopie, Untergitterwechselwirkung, α-β-Phasenubergang, Superaustausch, Ising-artiges Heisenberg-Modell, Spinwinkel-Topographie, Dom¨anenstruktur.