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Neue Materialien für Kitaev Magnete.
Neue Materialen mit geometrisch frustrieten Strukturen auf zwei-dimensionalen (2-D) Hexagon-Gittern und analogen (10,3) 3-D Netzwerken werden synthetisiert und Kristalle gezüchtet. Metallionen mit kleinem Spin besetzen Gitterplätze mit C3 Symmetrie. Diese Materialien dienen als Modelsysteme für Kitaev Magnete. Das Kitaev Model besitzt einen spin liquid Quantengrundzustand und ist exakt lösbar. Die magnetischen Wechselwirkungen werden durch Neutronenstreuung an Kristallen untersucht. Kandidaten für diese Modelsysteme sind Seltenerdhalogenide MX3 und Ru3+ Oxalat Netzwerke.
Neue Seltenerdhalogenid Einzel-Ionen Magnete.
Einzel-Ionen Magnete tragen ihre Spin Information auf atomarem Niveau und sind daher von potentiellem Interesse für eine Datenspeicherung mit sehr hoher Dichte. Die neuen Materialien basieren auf Seltenerdhalogeniden mit dimeren Baugruppen und axialer Symmetrie. Das Kristallfeld erzeugt in diesen Verbindungen eine starke Ising Anisotropie, die z.B. Er3+ Spins parallel zur Dimerachse ausrichtet. Die Spin Ausrichtung und ihre Umkehr wird durch AC SQUID Messungen untersucht. Die Tunnelvorgänge zwischen den Spin Zuständen hängen von der Temperatur, dem Magnetfeld und der Überlappung der quantenmechanischen Wellenfunktionen ab. Durch chemische Variation der magnetischen Ionen und des Kristallgitters werden die Tunnelvorgänge verändert. Die relevanten Parameter werden untersucht, um die Tunnelvorgänge zu minimieren. Das Ziel sind die Erzeugung und Kontrolle langlebiger Spin Zustände.