Φασματοσκοπικές μελέτες πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού σε οξείδια μετάλλων μετάπτωσης ισχυρής ηλεκτρονικής συσχέτισης με ενδογενείς νανοφασικές περιοχές

Abstract

Η παρoύσα διατριβή, προήγαγε την γνώση γύρω από το ρόλο των λωρίδων (stripes) φορτίου στις ηλεκτρονικές και μαγνητικές ιδιότητες των νοθευμένων με οπές οξειδίων των μετάλλων μετάβασης, γεγονός που αποτελεί θεμελιακό πρόβλημα στην κατανόηση της βασικής κατάστασης των περοβσκιτών μαγγανίου και των υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας. Η παρούσα έρευνα αποκάλυψε από πειραματικά αποτελέσματα μέσω περίθλασης ακτίνων Χ (XRD), μετρήσεις ειδικής θερμότητας (διάταξη μετρήσεων φυσικών ιδιοτήτων PPMS), μαγνητικές μετρήσεις (διάταξη υπεραγώγιμης κβαντικής συμβολής SQUID και διάταξη μετρήσεων φυσικών ιδιοτήτων) και φασματοσκοπικές μελέτες Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού συναρτήσει του ποσοστού νόθευσης, της θερμοκρασίας και του εξωτερικά επιβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου (0, 2.35, 4.7, 9.4 Τesla) ότι η βασική κατάσταση σπιν των υπερνοθευμένων μαγγανιτών Λανθανίου, είναι διαμορφωμένη από ένα σολιτονικό κύμα φορτίου και σπιν (IC-SDW). Με την αύξηση της θερμοκρασίας η σολιτονική υπερδομή δίνει την θέση της σε ένα ομοιόμορφο ασύμμετρο κύμα πυκνότητας σπιν το οποίο υφίσταται αργές συλλογικές θερμοκρασιακές διακυμάνσεις παρόμοιες με αυτές που παρουσιάζονται στην φάση λωρίδων φορτίου των υπεραγωγών υψηλών θερμοκρασιών Cu και Ni. Αυτό είναι ένα νέο αποτέλεσμα, το οποίο επαναπροσδιορίζει τις μέχρι σήμερα επικρατούσες απόψεις για τον τρόπο διευθέτησης των φορτίων και σπιν στην βασική κατάσταση τόσο των περοβσκιτών μαγγανίου όσο και των υπεραγωγών χαλκού και νικελίου.

The present dissertation advanced the knowledge of the role of stripes in the electronic and magnetotransport properties of hole-doped transition metal oxide (TMO) compounds, such as high Tc cuprates, nickelates and manganites which still remains a central issue in the physics of strongly correlated electron systems. In this research by using X-ray diffraction measurements (XRD), magnetisation measurements (SQUID, PPMS), specific heat measurements (PPMS) and Nuclear Magnetic Resonance experiments (0, 2.35, 4.7, 9.4 Tesla), we provide direct evidence that the spin ground state in La based overdoped manganites is IC modulated with phase solitons. At higher temperatures the solitonic superstructure is replaced by a uniform spin density wave, subjected to coherent slow fluctuations, which show a striking similarity with slow fluctuations in the striped phase of high Tc cuprates and nickelates. This is a completely new result, which urges us to reconsider the worldwide dominant opinions about the low temperature electronic properties of overdoped Τmanganites. Even more, the fundamental mechanism governing the establishment and evolution of the stripe phase appears to be common in overdoped manganites with cuprates and nickelates.