Z. Klencsár, Z. Németh, E. Kuzmann, Z. Homonnay, A. Vértes Research Group for Nuclear Methods in Structural Chemistry, Hungarian Academy of Sciences, Department of Nuclear Chemistry, Eötvös Loránd University, Budapest 1117, Hungary A. Simopoulos, E. Devlin, G. Kallias Institute of Materials Science, NCSR Demokritos, Aghia Paraskevi , Athens, Greece A. Nath Department of Chemistry, Drexel University, Philadelphia PA 19104, USA Special thanks to A.P. Ramirez & R.J. Cava for the FeCr 2 S 4 sample.  Van-e kapcsolat a vas lokális elektromos és mágneses állapota, és az anomális elektromos ill. mágneses ellenállás között a FeCr 2 S 4 spinelben ?

Előzmények Nature 392 (1998) 147. Nature 386 (1997) 156. Mn 3+ Mn 3+ - O 2- - Mn 4+ Double exchange e - hopping La 0.75 Ca 0.25 MnO 3 FeCr 2 S 4

FeCr 2 S 4 kalkogenid spinel Original figure taken from: Z. Yang, S. Tan, Z. Chen, Y. Zhang: Phys. Rev. B 62 (2000) Fe 2+ (3d 6 ) (3d 3 ) Cr 3+ Original figure taken from: D.G. Wickham, J.B. Goodenough: Phys. Rev. 115 (1959) S 2- CMR (5 T)  15 % FeCr 2 S 4

Original figure taken from A.P. Ramirez et al.: Nature 386 (1997) 156.Nature 386 (1997) 156. M, , MR FeCr 2 S 4

Why 57 Fe Mössbauer spectroscopy ? 57 Fe Mössbauer spectroscopy is sensitive to changes…  …in the local environment of iron  …in the electronic state of iron  …in the magnetic state of iron  …in the vibrational state of iron Regular ferromagnets and antiferromagnets behave like this.

Anomalous breakdown of magnetic order in FeCr 2 S 4 Temperature was raised. T f = exp( ‑ k 2 * ) FeCr 2 S 4

Külső mágneses tér hatása a vas mágneses állapotára T = K hőmérsékleten. 9.89(1) T FeCr 2 S 4 Cr 3+ (3d 3 ) Fe 2+ (3d 6 )

What about CMR manganites ? La 0.8 Ca 0.2 Mn( 57 Co)O 3 La 0.67 Ca 0.33 Mn Fe 0.05 O 3 Original figure taken from: D. Wilgocka-Slezak, J. Zukrowski, J. Przewoznik, E. Japa, K. Krop: Molecular Physics Reports 30 (2000) 174. Original figure taken from: A. Nath, V. Chechersky, R.L. Greene: Journal of Solid State Chemistry 155 (2000) 116.

57 Fe isomer shift of iron at the tetrahedral site of FeCr 2 S 4

57 Fe quadrupole splitting at the tetrahedral site of FeCr 2 S 4

FeCr 2 S 4 T T 57 Fe Mössbauer-spektroszkópia

Konklúziók Az Fe 2+ spin-pálya csatolás megszűnése T R  K –en. Folyamatos változás a Fe 2+ elektronszerkezetében, ill. töltéstranszfer vezet el a spin-pálya csatolás meg- szűnéséhez. Az Fe 2+ spin-pálya csatolás megszűnése miatt a vele összefüggő koercivitás és a mágneses anizotrópia közel nullára csökken T R  K –en. Az eltűnő mágneses anizotrópia következtében a mágneses momentumok precesszióba kezdenek, a hosszútávú mágneses rend felbomlik T R és T C között, az 57 Fe Mössbauer-spektrumok mágneses relaxációt mutatnak. Bár a hosszú távú mágneses rend már T R = 155K-en felbomlik, lokálisan rendezett mágneses klaszterek T C felett is fennmaradnak. Ez ún. mágneses polaronok jelenlétére utal. A kérdéses tartományban a félvezető spinelben az elektromos vezetés mágneses polaronok aktivációja és „hoppingja” révén történhet. A relaxációs tartományban a mágneses rend felbomlásával nő a mágneses polaronok aktivációs energiája, ezért az ellenállás növekszik. Külső mágneses tér részben helyreállítja a mágneses rendet, ami az elektromos ellenállás csökkenését eredményezi. FeCr 2 S 4