Uporzadkowanie magnetyczne w niskowymiarowym magnetyku molekularnym

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Uporzadkowanie magnetyczne w niskowymiarowym magnetyku molekularnym"

Barbara Baranowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Uporzadkowanie magnetyczne w niskowymiarowym magnetyku molekularnym (tetrenh 5 ) 0.8 Cu 4 [W(CN) 8 ] 4 7.2H 2 O T. Wasiutyński Instytut Fizyki Jadrowej PAN 15 czerwca 2007

2 Zespół: M. Bałanda, R. Pełka, P. M. Zieliński IFJ PAN B. Sieklucka, R. Podgajny, T. Korzeniak Wydz. Chemii UJ M. Rams IF UJ Cz. Kapusta et al WFTiIS AGH

3 Plan Motywacja 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

4 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

5 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

6 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

7 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

8 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

9 magnetyki organiczne T c 14 K magnetyki molekularne w temperaturze pokojowej magnetyzm indukowany światłem nanomagnesy (SINGLE MOLECULE MAGNETS) rozbudowana architektura...

10 zachowanie krytyczne N N N N N tetren N N N N tren N N N dien Cmc2 1 a= b= c=7.017 Cu(II) s= 1 2 W(V) s= 1 2

11 zachowanie krytyczne (a) (b) b A B C A B C a c a

12 zachowanie krytyczne podatność magnetyczna χ cm 3 /mol Hz 140 Hz 625 Hz 2000 Hz χ M cm 3 /mol Oe 25 Oe 50 Oe 250 Oe temperature [K] temperature [K]

250 200 150 100 50 10 Oe 25 Oe 50 Oe 250 Oe 0 0 5 10 15 20 25 30

13 zachowanie krytyczne namagnesowanie magnetization [µ B ] magnetization ratio temperature [K] H ac H b = chłodzenie w polu 2 koe duża anizotropia magnetyczna łatwa płaszczyzna magnetyczna ac różne tempo wzrostu namagnesowania temperature[k]

chłodzenie w polu 2 koe duża anizotropia magnetyczna łatwa płaszczyzna

14 namagnesowanie T = 4.2 K zachowanie krytyczne H ac H b magnetization[µ B ] magnetic field[oe] spin flop dla H 50 Oe magnetization[µ B ] magnetic field[oe]

0-2 -4-6 -8-300 -200-100 0 100 200 300 magnetic field[oe]

15 zachowanie krytyczne ciepło właściwe H b magnetic specific heat [J/mol K] H = 0 T H = 1 T H = 2 T H = 3 T H = 4 T H = 5 T S = 7.1 ± 1.5 J/K mol gdy: S max = 8R log(2s + 1) = 46.1 J/K mol temperature [K]

16 Plan Motywacja zachowanie krytyczne 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

17 skalowanie podatności zachowanie krytyczne W pobliżu przejścia fazowego II rodzaju długość korelacji ma osobliwość: ξ(t ) (T /T c 1) ν Można badać osobliwość innych wielkości gdy wiemy jak skaluja się one z ξ(t ). Souletie (2000) zaproponował skalowanie χt zamiast χ: χ (T /T c 1) γ χt = C(1 T c/t ) γ gdzie γ = (2d d)ν. Pochodna logarytmiczna pozwala znaleźć parametry: d log T /d log(χt ) = (T T c)/(γt c) dlogt/dlog(χt) temperature [K] H ac H b model γ Ising d=2 7/4 Ising d= Heisenberg d= mf 1 sferyczny 2

Souletie (2000) zaproponował skalowanie χt zamiast χ: χ (T /T c 1) γ χt = C(1 T c/t ) γ gdzie γ = (2d d)ν.

18 Plan Motywacja 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

19 Rutherford Laboratory

20 Motywacja wiazka impulsowa 50 Hz I av = 180µA

21 aparaty Motywacja

22 Plan Motywacja 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

23 Implantacja µ + Motywacja Tylko oddziaływania kulombowskie, spin zachowany produkcja muonów µ + powierzchnia MeV jonizacja atomów rozpraszanie na elektronach t 10-9 s 2 30 kev formowanie i rozpad muonium t s 50 ev rozpraszanie muonium na atomach t s termiczny 1-3 mm rozpad muonium na swobodny muon

24 Implantacja µ + Motywacja Tylko oddziaływania kulombowskie, spin zachowany produkcja muonów µ + powierzchnia MeV jonizacja atomów rozpraszanie na elektronach t 10-9 s 2 30 kev formowanie i rozpad muonium t s 50 ev rozpraszanie muonium na atomach t s termiczny 1-3 mm rozpad muonium na swobodny muon

25 Rozpad µ + Motywacja Rozpad µ + e + + ν e + ν µ τ 1/2 = µsec nie jest izotropowy: W (θ) = 1+a cos(θ) a 0.3

26 Rozpad µ + Motywacja Rozpad µ + e + + ν e + ν µ τ 1/2 = µsec nie jest izotropowy: W (θ) = 1+a cos(θ) a 0.3 definiujemy: A(t) = N B(t) N F (t) N B (t)+n F (t)

27 Rozpad µ + Motywacja Rozpad µ + e + + ν e + ν µ τ 1/2 = µsec nie jest izotropowy: W (θ) = 1+a cos(θ) a 0.3 asymmetry time [µsec] definiujemy: A(t) = N B(t) N F (t) N B (t)+n F (t)

28 Rozpad µ + Motywacja Rozpad µ + e + + ν e + ν µ τ 1/2 = µsec nie jest izotropowy: W (θ) = 1+a cos(θ) a 0.3 asymmetry definiujemy: A(t) = N B(t) N F (t) N B (t)+n F (t) time [µsec] precesja muonu: ω L = γ µ B gdzie γ µ = 2π MHz/Tesla relaksacja: e t/τ

29 Plan Motywacja 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

30 Relaksacja statyczna Lokalne pole odpowiedzialne za precesję spinu wynika z oddziaływań dipolowych z otaczajacymi je spinami jadrowymi i elektronowymi. Gaussowski rozkład pola (słabe magnetyki lub szkła): P G (B i ) = 1 2π exp( B 2 i /2 2 ) (i = x, y, z) Rozkład Lorentza (układy z domieszkami magnetycznymi): P L (B i ) = 1 Λ π Λ 2 + Bi 2 (i = x, y, z) funkcja relaksacji muonu dana jest przez średnia s z (t): G z (t) = s z (t)p( B)d 3 B

31 relaksacja dynamiczna Dla przypadku rozkładu gaussowskiego otrzymujemy (Kubo-Toyabe): G G z (t) = (1 γ2 µ 2 t 2 ) exp( γ 2 µ 2 t 2 /2) 1.2 asymmetry t/ w przypadku pola jednorodnego: G z (t) = cos(γ µ B t)

32 Plan Motywacja 1 Motywacja 2 zachowanie krytyczne 3

33 Motywacja w niskich temperaturach: asymmetry time [µsec] asymmetry w pobliżu przejścia fazowego: time [µsec] T=32.4 K T=32.7 K T=32.9 K T=33.1 K

34 precesja w zerowym polu B int [G] T [K] B(T) = B i (1- T T N ) β β = 0.20 model β Ising d=2 1/8 Ising d= Heisenberg d= mf 0.5 sferyczny 0.5 XY d=2 (0.23)

35 pole dipolowe Motywacja c c c B= 640G B= 320G B= 160G B= 80G c b b b b x = 0 x = 0.25 a x = 0.5 a x = 0.75 a

36 (a) (b) b A B C A B C a c a

37 relaksacja Motywacja λ [µsec -1 ] H = 0 H = 30 Oe temperature [K] A(t) = A 0 e λt dla t > 5 µ sec wyraźna osobliwość λ w T N spowolnienie relaksacji w słabym polu podłużnym

38 spin flop w polu podłużnym

Podobne dokumenty

Spektroskopia mionów w badaniach wybranych materiałów magnetycznych. Piotr M. Zieliński NZ35 IFJ PAN

Spektroskopia mionów w badaniach wybranych materiałów magnetycznych Piotr M. Zieliński NZ35 IFJ PAN 1. Fundamenty spektroskopii mionów. Typowy eksperyment 3. Cel i obiekty badań 4. Przykłady otrzymanych