Strongly Correlated Oxides - Half-metallicity in Chromium-based Rutiles and Quantum Magnetism in Copper-based Double Perovskites

Julkaisun otsikon käännös: Voimakkaan elektronikorrelaation oksidit: Spin-metallisuus kromipohjaisissa rutiileissa ja kvanttimagnetismi kuparipohjaisissa kaksoisperovskiiteissa

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Voimakkaan korrelaation materiaaleissa on huomattavia elektroni-elektroni –korrelaatioita johtuen lokalisoituneiden elektronien välisestä sähköisestä hylkimisestä. Tästä ilmiöstä johtuen näiden materiaalien ominaisuuksien ennustaminen on vaikeaa, mutta toisaalta niillä voi olla kiinnostavia kokonaan uudenlaisia ominaisuuksia. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kahdentyyppisiä voimakkaasti korreloituneita materiaaleja: spin-metalleja ja kvanttispinnesteitä.  Kromidioksidi on tunnetuin spin-metalli. Se on samanaikaisesti ferromagneettinen sekä erinomainen sähkönjohde, mikä on tärkeä yhdistelmä spintroniikkasovelluksiin. Tässä väitöskirjassa tutkittiin kemiallista substituutiota CrO2-VO2 –systeemissä tapana etsiä uusia spin-metalleja. Tiheysfunktionaaliteoria ennusti näiden substituoitujen yhdisteiden olevan spin-metalleja, mutta niiden todettiin kokeellisesti olevan antiferromagneettisia. Tämä korostaa hapetusasteiden ennustamisen vaikeutta etsittäessä uusia spin-metalleja tiheysfunktionaaliteorian avulla.  Spin-1/2 ionien neliöhilojen kvanttimagnetismi on ollut erittäin suuren teoreettisen ja kokeellisen kiinnostuksen kohteena jo kolme vuosikymmentä. Tämä johtuu korkean lämpötilan suprajohtavuuden havaitsemista näissä materiaaleissa 1980-luvulla. Neliöhiloissa on myös ennustettu erikoisen kvanttitilan, kvanttispinnesteen, muodostuminen, kun kilpailevat magneettiset vuorovaikutukset estävät magneettisen järjestäytymisen. Tässä väitöskirjassa esitetään ensimmäiset kokeelliset havainnot tällaisesta tilasta neliöhilayhdisteessä.  A2CuB''O6 kaksoisperovskiitit ovat ideaali systeemi spin-1/2 neliöhilojen tutkimiseen. Tässä väitöskirjassa kehitettiin menetelmä magneettisten vuorovaikutusten räätälöintiin hyödyntämällä ei-magneettisia d10/d0 kationeja. Tällöin voitiin ensimmäistä kertaa muokata yhdisteen perustila kvanttikriittiselle alueelle. Kvanttispinnesteen kaltainen tila havaittiin yhdisteessä Sr2Cu(Te0.5W0.5)O6. Magneettisen järjestäytymisen estyminen havaittiin laajalla alueella Sr2Cu(Te1-xWx)O6 –systeemissä.
Julkaisun otsikon käännösVoimakkaan elektronikorrelaation oksidit: Spin-metallisuus kromipohjaisissa rutiileissa ja kvanttimagnetismi kuparipohjaisissa kaksoisperovskiiteissa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Karppinen, Maarit, Vastuuprofessori
  • Karppinen, Maarit, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-7992-9
Sähköinen ISBN978-952-60-7993-6
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • spin-metalli
  • kvanttispinneste
  • kvanttimagnetismi

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Voimakkaan elektronikorrelaation oksidit: Spin-metallisuus kromipohjaisissa rutiileissa ja kvanttimagnetismi kuparipohjaisissa kaksoisperovskiiteissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä