KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit werden Messungen der spezifischen Wärme und der magnetischen Suszeptibilität an Eisenpniktid–Supraleitern RFeAsO_1−xF_x (R = La, Ce, Pr, Sm, Gd), M(Fe_1−xCo_x)₂As₂ (M = Ca, Ba) und AFeAs (A = Li, Na) zur Aufklärung der magnetischen und elektronischen Eigenschaften eingesetzt. Bis auf LiFeAs haben alle undotierten Substanzen einen orthorhombisch verzerrten und antiferromagnetischen Grundzustand. Die Untersuchung der Serien R = La und R = Sm sowie M = Ca zeigt durch Dotierung x zunächst eine leichte Verschiebung der beiden entsprechenden Phasenübergänge zu tieferen Temperaturen. Ab einer bestimmten Dotierung treten diese Phasenübergänge nicht mehr auf und ein supraleitender Grundzustand mit tetragonaler Kristallstuktur wird beobachtet.
Während dieser Übergang in LaFeAsO_1−xF_x sehr abrupt auftritt, gibt es in Ca(Fe_1−xCo_x)₂As₂ einen Koexistenzbereich beider Phasen. Darüber hinaus wird der Einfluss von 4f–Ionen untersucht, z.B. werden für R = Sm und R = Pr je ein mögliches Energieniveau–Schema der 4f–Zustände im Kristallfeld ermittelt. Ein zentrales Ergebnis dieser Arbeit ist die Entdeckung eines universellen Verhaltens der Hochtemperatur–Suszeptibilität. Alle untersuchten Eisenpniktide zeigen, sofern nicht vom Seltenerd–Moment überdeckt, in der paramagnetischen Phase eine annähernd lineare Temperaturabhängigkeit der Suszeptibilität mit demselben Anstieg, unabhängig von Dotierung, Grundzustand und Systemklasse. Darüber hinaus ist der Wert der Suszeptibilität bei Raumtemperatur, der ebenfalls dotierungsunabhängig ist, direkt mit dem As–Fe–As–Bindungswinkel verknüpft.

In this work specific heat and magnetic susceptibility studies on the iron pnictide superconductors RFeAsO_1−xF_x (R = La, Ce, Pr, Sm, Gd), M(Fe_1−xCo_x)₂As₂ (M = Ca, Ba) and AFeAs (A = Li, Na) are applied to reveal their electronic and magnetic properties. Except for LiFeAs, all undoped substances show an antiferromagnetic orthorhombic ground state. Studies on the whole doping series of R = La, R = Sm and M = Ca allow constructing the phase diagrams. At low doping x, the onset of the structural and magnetic transitions are slightly suppressed. For higher doping, there is a superconducting ground state while long range antiferromagentic order disappears. While in LaFeAsO1−xFx the disappearance of magnetic order for the superconducting ground state is in a abrupt discontinuous manner, there is a pronounced coexistence regime in Ca(Fe_1−xCo_x)₂As₂. For SmFeAsO_1−xF_x1−xF_x a possible energy level scheme for the 4f–states in the crystal electric field, respectively, are derived. An essential result of this work is the discovery of an universal behavior of the high temperature susceptibility. If not masked by the rare earth moments, all pnictides under study show a linear increase of the paramagnetic susceptibility. In particular, an universal gradient of the susceptibility independent of doping, ground state or even pnictide group is found. Within a particular doping series the room temperature susceptibility is also doping independent with its value directly correlated to the As–Fe–As–bond angle.