Universität zu Köln

Study of Charge, Spin and Orbital States in Novel Transition-Metal Oxides Using X-Ray Absorption Spectroscopy

Burnus, Tobias (2008) Study of Charge, Spin and Orbital States in Novel Transition-Metal Oxides Using X-Ray Absorption Spectroscopy. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Transition-metal compounds show a wealth of intriguing properties such as superconductivity, piezoelectricity, giant magnetoresistance, spin and metal-insulator transitions, which are governed by the interplay of charge, spin, and orbital degrees of freedom. The knowledge of their electronic structure is crucial for understanding and predicting the fascinating properties of these often strongly correlated materials. In this thesis x-ray absorption spectroscopy including x-ray magnetic circular dichroism is combined with theoretical calculations to investigate the orbital occupation and orbital ordering of La4Ru2O10, which shows a 4d orbital-ordering transition with spin-gap opening due to spin-singlet formation, and of Ca2RuO4 for which the orbital occupation across phase transitions have been studied. The valence state, spin state and orbital moment has been studied for Ca3Co2O6, which have peculiar step-wise jumps in the magnetization, and in Ca3CoRhO6 and Ca3FeRhO6. For LaMn0.5Co0.5O3 the valence, spin state, magnetic alignment, and magnetocrystalline anisotropy was investigated.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Die Ladungs-, Spin- und orbitalen Freiheitsgrade sind verantwortlich für den vielfältigen Eigenschaften von Übermetallverbindungen; dazu zählen Supraleitung, Ferroelektrizität, Riesenmagnetwiderstand, Spin- und Metall-Isolator-Übergänge. Die Kenntnis der elektronischen Struktur ist essentiell für das Verständnis und die Vorhersage der fazinierenden Eigenschaften, die diese hochkorrelierten Materialien zeigen. In dieser Arbeit wurde die Röntgenabsorptionsspektrosopie einschließlich magnetischem Röntgenzirklardichroismus mit numerischen Rechnungen kombiniert, um die orbitale Besetzung und orbitale Ordnung zu untersuchen in La4Ru2O10, das einen 4d-Orbitalübergang mit Öffnung einer Spinlücke durch Bildung eines Spin-Singulets zeigt, und in Ca2RuO4, bei dem die Änderung der orbitalen Besetzung bei Phasenübergängen studiert wurde. Die Valenz- und Spinzustände und die orbitalen Besetzungen von Ca3Co2O6, das ungewöhnliche Sprünge in der Magnetisierung zeigt, und von Ca3CoRhO6 und Ca3FeRhO6 wurden untersucht. Bei LaMn0.5Co0.5O3 wurde die Valenz, Spinzustand, magnetische Kopplung zwischen Mn und Co und die magnetokristalline Anisotropie erforscht.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Burnus, Tobiasburnus@net-b.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-31051
    Subjects: Physics
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Übergangsmetalloxide , Elektronenstruktur , RöntgenabsorptionsspektroskopieGerman
    Transition Metal Oxides, Electronic Structure , X-Ray Absorption SpectroscopyEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > II. Physikalisches Institut
    Language: English
    Date: 2008
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 24 June 2008
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 01 Jun 2010 12:11:35
    Referee
    NameAcademic Title
    Tjeng, Liu HaoProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/3105

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