Magnetische und magnetokalorische Untersuchung des intermetallischen Systems LaCo9Si(4-x)Ge(x)

Abstract

Elektronische Grundzustände können unter Einwirkung äußerer Parameter wie Druck oder Magnetfeld sowie durch relativ geringfügige Änderungen der chemischen Zusammensetzung eine Instabilität hinsichtlich ihrer grundlegenden Natur, z.B. von einem paramagnetischen zu einem magnetisch geordneten Grundzustand zeigen. In der vorliegenden Arbeit wird ausgehend von LaCo9Si4, das einen paramagnetischen Grundzustand mit einer metamagnetischen Instabilität zeigt, versucht mittels einer Volumsänderung durch isoelektronische Si/Ge Substitution in der Mischkristallreihe LaCo9Si(4-x)Ge(x) einen magnetisch geordneten Grundzustand zu begünstigen. Die durch ein induktives Schmelzverfahren hergestellten Mischkristalle werden durch Pulver-Röntgen-Diffraktometrie, sowie durch magnetische und kalorimetrische Messmethoden charakterisiert. Schon beim kleinsten der untersuchten Ge-Anteile, nämlich LaCo9Si3.8Ge0.2, wird ein antiferromagnetisch geordneter Grundzustand beobachtet, der durch starke ferromagnetische Spinfluktuationen überlagert wird. Mit zunehmendem Ge-Anteil, dh. mit wachsendem Volumen der Elementarzellen wird die ferromagnetische Austauschverstärkung der magnetischen Suszeptibilität schwächer, die Entropiereduktion durch antiferromagnetische Ordnung größer, aber die zugehörigen Neél-Temperaturen dennoch kleiner. Die komplexe Natur der antiferromagnetischen Grundzustände, die sowohl Spin-Reorientierungsphasenübergänge als auch metamagnetische Phasenübergänge zeigen, ergibt Hinweise auf eine Konkurrenz zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Austauschwechselwirkungen.