Elektronové a magnetické vlastnosti materiálů s fázovými přechody
Zabýváme se základním výzkumem materiálů oxidů přechodových kovů se silně korelovanými elektrony (např. La1-xSrCoO3, La1-xSrFeO3, YBa2Cu3O7), které vykazují různé fázové přechody, jako např. feromagnetismus, antiferomagnetismus, vysokoteplotní supravodivost a přechod kov-izolátor. Tyto materiály studujeme především pomocí nízkoteplotní (7–400 K) spektroskopické elipsometrie, která umožňuje velmi citlivě měřit změny absorpce elektromagnetického záření díky fázovému přechodu v širokém oboru frekvencí od vzdálené infračervené oblasti až po ultrafialovou. Změny optických spekter v okolí fázových přechodů poskytují důležité informace o mikroskopických mechanismech těchto jevů. Dále využíváme charakterizaci materiálů pomocí magnetometrie a magnetorezistivních měření (1.6–400 K, 9 T), rentgenové analýzy a mikroskopie atomárních sil. Materiály pro tento výzkum deponujeme pomocí pulsní laserové depozice (PLD).
Níže následují obrázky z nedávných studií.
Obrázek ukazuje spektra změny optické absorpce feromagnetického materiálu La0.7Sr0.3CoO3 oproti teplotě 7 K. Na obrázku b) je vidět pás okolo 1.5 eV, jehož obsah (spektrální váha) se přesouvá pod kritickou teplotou na nízké energie (a). Toto je typický důsledek tzv. dvojné výměnné interakce zodpovědné za feromagnetický stav. Přesuvy spektrálních vah začínají pod kritickou teplotou cca 200 K, a sledují teplotní závislost magnetizace, viz obr. (c). Zpracováno z P. Friš a kol., Phys. Rev. B 97, 045137 (2018).
Obrázek ukazuje studii topologického izolátoru Bi2Te3. Panel vlevo zobrazuje absorpci v závislosti na magnetickém poli (měřeno v laboratořích vysokých magnetických polí v Grenoblu), ve kterých jsou vidět přechody mezi Landauovými hladinami na 1.6 K. Obrázek vpravo ukazuje měření absorpce pomocí elipsometrie (Brno, CEITEC nano), v jejiž druhé derivaci (vpravo dole) jsou zvýrazněné kritické body mezipásových přechodů.
Reprodukováno z článku I. Mohelský a kol., Phys. Rev. B 102, 085201 (2020).