KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit werden hochauflösende Messungen der thermischen Ausdehnung und Magnetostriktion an Einkristallen der elektronisch korrelierten Systeme Gd₂PdSi₃, Cu₃Bi(SeO₃)₂O₂Cl und Cr₂Ge₂Te₆ vorgestellt. Hierbei werden sowohl die magnetoelastische Kopplung als auch thermodynamische Eigenschaften untersucht. Messungen der Magnetisierung sowie der spezifischen Wärme ergänzen die Dilatometrie. Gd₂PdSi₃ ist ein metallischer Antiferromagnet mit einem komplexen Phasendiagramm, das bereits im Nullfeld drei Phasenübergänge aufweist. Neben anderen magnetischen Ordnungen entwickelt Gd₂PdSi₃ in einem angelegten Magnetfeld eine Skyrmionengitter-Phase. Diese Phase wird durch uniaxialen Druck deutlich stabilisiert. Im Phasendiagramm werden neue Phasen entdeckt und die magnetoelastische Kopplung wird quantifiziert.
Der antiferromagnetische Isolator Cu₃Bi(SeO₃)₂O₂Cl ist ein multiferroisches Material mit geometrisch frustrierten Spins. Sein struktureller Phasenübergang bei hohen Temperaturen wird durch uniaxialen Druck stark verändert, wohingegen Druck nur schwache Auswirkungen auf den antiferromagnetischen (AFM) Phasenübergang bei tiefen Temperaturen hat. Die antiferromagnetische Phase bei tiefen Temperaturen zeigt einen metamagnetischen Spin-Flip-Übergang für B || c. Im Bereich dieses Übergangs werden Mischphasen-Verhalten und eine lineare magnetoelastische Kopplung beobachtet. Des Weiteren werden die Phasendiagramme der a- und b-Achse zum ersten Mal erstelllt.
Cr₂Ge₂Te₆ ist ein geschichtetes quasi-zweidimensionales van der Waals-Material mit uniaxialer magnetischer Anisotropie. Die magnetoelastische Kopplung in Cr₂Ge₂Te₆ wird direkt gemessen, wobei Korrelationen bis zu hohen Temperaturen beobachtet werden. Weiterhin wird das kritische Verhalten in der Nähe des ferromagnetischen Phasenübergangs analysiert und eine Grüneisenanalyse zeigt, dass uniaxialer Druck zu starken Änderungen der kritischen Temperatur führt.

This work presents high-resolution thermal expansion and magnetostriction studies revealing magnetoelastic coupling and thermodynamic properties of single-crystals of the correlated electron systems Gd₂PdSi₃, Cu₃Bi(SeO₃)₂O₂Cl and Cr₂Ge₂Te₆. Magnetization and specific heat measurements complement the dilatometric investigations. Gd₂PdSi₃ is a metallic antiferromagnet with a complex phase diagram which shows three phase transitions already in zero-field. Among other magnetic orders it evolves a skyrmion lattice phase when a magnetic field is applied. This skyrmion lattice phase is strongly enhanced under the application of uniaxial pressure. New phase boundaries in the phase diagram are found and magnetoelastic coupling is quantified.
The antiferromagnetic insulator Cu₃Bi(SeO₃)₂O₂Cl is a multiferroic which shows geometric frustration. Its high-temperature structural phase transition is strongly affected by uniaxial pressure, whereas pressure only has small effects on the antiferromagnetic (AFM) transition at low temperatures. The low-temperature AFM phase exhibits a metamagnetic spin-flip transition for B || c. Mixed-phase behavior and linear magnetoelastic coupling are observed in the transition region. Furthermore, the magnetic phase diagrams for the a- and b-axis of Cu₃Bi(SeO₃)₂O₂Cl are constructed for the first time.
Cr₂Ge₂Te₆ is a layered quasi-two-dimensional van der Waals material with a uniaxial magnetic anisotropy. The magnetoelastic coupling in Cr₂Ge₂Te₆ is directly measured and correlations up to high temperature are observed. Furthermore, the critical behavior around the ferromagnetic phase transition is analyzed and a Grüneisen analysis shows that applying uniaxial pressure leads to large changes in the critical temperature.