Hochfeld-Mößbauermessungen an FeSb2

Abstract

FeSb2 wird üblicherweise als ein Halbleiter mit kleiner Lücke zwischen Valenz und Leitungsband beschrieben und gehört zu den Stark korrelierten Elektronensystemen, die ungewöhnliche magnetische und elektrische Eigenschaften aufweisen.Weiters wurde ein extrem großer Seebeck-Koffizient für diese Probe ermittelt, was dazu führte, daß die Probe noch mehr an Interesse gewann. In unserer Arbeit wurden 57Fe-Mößbauermessungen zwischen 4.2 K und Raumtemperatur durchgeführt in Feldern von bis zu 13.5 T.<br />Die Feldfreien Messungen ergeben Spektren, die mit nur einem Subspektrum angepasst werden können. Die Temperaturabhängigkeit der feldfreien Messungen ergibt eine Debye-Temperatur von 372 ± 20 K. Die Hochfeldmessungen ergaben komplizierte Spektren, die mindestens 6 Subspektren zum Anpassen notwendig haben. Aus dem Feldverhalten der internen Felder lassen sich diese Subspektren in zwei Gruppen aufteilen.<br />Die erste zeigt interne Felder, die mit dem äußeren Feld ansteigen. Die zweite Gruppe zeigt interne Felder, die unabhängig vom äußeren Feld und nahezu Null sind.<br />

FeSb2 is a narrow gap semiconductor for which a colossal Seebeck Coefficient and interesting magnetic properties have been reported. One way to think about FeSb2 is based on a Kondo-Insulator Model. The other way is based on a nearly magnetic semiconductor, which is mainly supported by LDA band structure calculations. In our work 57Fe Mössbauer measurements were performed between 4.2 K and room temperature and in fields up to 13.5 T. The spectra were analysed by solving the full Hamiltonian taking into account both electrical and magnetic interactions, as well as the sample thickness. Zero field measurements show spectra which can be fittet only with one subspectrum. The mean quadrupole splitting increases with decreasing temperature and reaches a maximum at about 50 K. From the temperature dependence of the mean center shift a Debye temperature of 372 ± 20 K is obtained.<br />In-field measurements show complex spectra which need at least 6 subspectra to be fitted for all temperature and field ranges. The measured hyperfine field Bhf is the vectorial sum of the applied field Ba and the induced hyperfine field Bind. Concerning Bind the subspectra can be divided roughly into two groups. One, where Bind increases with Ba, and one, where Bind is independent from the applied field Ba.