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F. Schwarzböck:
"Untersuchung des magnetischen Grundzustandes von einkristallinem CeNi₉Ga₄";
Betreuer/in(nen): H. Michor; Institut für Festkörperphysik E138, 2019; Abschlussprüfung: 15.07.2019.

Eine Vielfalt von Wechselwirkungen und deren Auswirkung auf die lokalisierten und itineranten magnetischen Momente in intermetallischen Festkörpern sorgt für eine große Diversität an magnetischen Ordnungszuständen. Neben der immer präsenten Austauschwechselwirkung kann der Einfluss des kristallelektrischen Feldes auf lokalisierte magnetische Momente in der translationssymmetrischen Anordnung des Festkörpers eine wesentliche Rolle in der Ausbildung magnetischer Ordnung spielen. Zur Entfaltung kommt dieser Einfluss oft in Verbindungen mit Selten-Erd Elementen, welche aufgrund ihrer teilweise gefüllten 4f-Orbitale als lokale magnetische Momente wirken. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde der magnetische Grundzustand und das kristallelektrische Feld der Verbindung CeNi9Ga4 untersucht. Dazu wurde ein Einkristall hergestellt und daran Messungen der feldabhängigen isothermen Magnetisierung, der temperaturabhängigen magnetischen Suszeptibilität und der spezifischen Wärmekapazität mit unterschiedlichen Magnetfeldern für verschiedene Orientierungen entlang der Kristallachsen durchgeführt. Mit diesen Meßergebnissen wurden die Details der Kristallfeldaufspaltung des 4f1-Orbitals des Cer-Ions bestimmt und ein magnetischer Phasenübergang bei einer Temperatur von T~0.6 K bestätigt. Dieser Ordnungszustand wird als im Wesentlichen antiferromagnetisch mit einer ungewöhnlichen ferrimagnetischen Komponente diskutiert.

A rich variety of interactions and their effect on localised and itinerant magnetic moments in intermetallic compounds results in a large diversity of magnetically ordered states. The formation of an ordered state of magnetic moments, located in a solid with translation symmetry, is governed by ever present magnetic exchange interactions, but next to that crystalline electric field effects can play an important role. This influence is most commonly observed in rare earth compounds due to the localised nature of their partially filled 4f orbitals. In course of this master thesis project, the compound CeNi9Ga4 was studied with respect to its magnetic ground state properties and crystalline electric field. Thereby, a single crystalline sample has been grown and measurements of the temperature dependent magnetic susceptibility and specific heat capacity were performed with respect to the different crystallographic directions, each with different magnetic fields applied. Based on the results of these measurements, details of the crystal field splitting of the cerium 4f1-orbitals were determined and a magnetic phase transition at T~0.6 K has been confirmed. The nature of this magnetically ordered state is discussed as a basically antiferromagnetic one with an unusual ferrimagnetic component.

Single Crystal Growth, Studies of magnetic properties

http://katalog.ub.tuwien.ac.at/AC15418164