Mikro-Raman Untersuchungen an FeSi unter Druck bis 34GPa sowie an SmFeAsO0,8F0,2 und EuFe2As2 unter Normaldruck

In dieser Arbeit wurden mittels Mikro-Raman Spektroskopie die Fe-Verbindungen FeSi sowie SmFeAsO0,8F0,2 und EuFe2As2 untersucht. Gewöhnlich sind Fe und seine Verbindungen magnetisch. FeSi bildet da eine Ausnahme und wurde als erstes konzentriertes Kondo-System mit 3d-Elektronen,statt der üblichen 4f- und 5f-Elektronen, bezeichnet. FeSi wird seit 40 Jahren jedoch kontrovers diskutiert. Neben den Modellen im Bild eines Kondo-Isolators werden experimentelle Ergebnisse ebenso erfolgreich im Bild eines Band-Halbleiters beschrieben. Um diese Fragestellung zu untersuchen, wurden temperatur- und außerdem druckabhängige Raman-Messungen durchgeführt. Die Anpassung der Temperaturabhängigkeit der Raman-Verschiebung der dominanten E-Mode lässt sich für tiefe Temperaturen mit einer Formel beschreiben, welche für Si entwickelt wurde. Dies spricht für die Beschreibung von FeSi im Bild eines Band-Halbleiters. Es ergibt sich ein Grüneisen-Parameter (GP) von 5,1. Dieser Wert ist für ein stark korreliertes System wie einen Kondo-Isolator viel zu gering. Der GP, der über die Messungen in der Diamantstempel-Druckzelle bestimmt wurde, spricht ebenfalls nicht für die Zuordnung von FeSi zu den Kondo-Isolatoren. Während der Wert des GP von Normaldruck (2,3) bis zu ca. 5 GPa (3,7) einen ähnlichen Verlauf wie Neutronenstreuexperimente aus der Literatur aufweist, weicht er für höhere Drücke davon ab und zeigt Vorzeichenwechsel in seiner Druckabhängigkeit. Ebenfalls ungewöhnlich sind die Eisenpniktide, in welchen Supraleitung gefunden wurde. Die Sprungtemperatur von SmFeAsO0,8F0,2 wurde, bei den hier untersuchten Einkristallen über den Meissner-Ochsenfeld-Effekt zu Tc = 34 K bestimmt. Die Raman-Untersuchungen an SmFeAsO0,8F0,2 zeigen eine Symmetrie, wie sie für die Raumgruppe P4/nmm zu erwarten ist. Es werden sowohl die beiden B1g-Moden, welche den Schwingungen der Fe- und O-Atome zugeordnet werden können, beobachtet, wie auch die A1g-Schwingungen des As und Sm. Die Sm, As und O-Frequenzen stimmen dabei gut mit Literaturwerten zu SmFeAsO überein. Lediglich die Fe-Mode weicht ab. In den temperaturabhängigen Raman-Messungen zeigt sich eine deutliche Verschiebung der Phononenfrequenzen mit Einsetzen der Supraleitung. Dies spricht für eine nicht vernachlässigbare Elektron-Phonon-Kopplung. Ähnliches wird auch bei EuFe2As2 gesehen, da sich das Öffnen des Spin-Dichte-Wellen-Gaps als Anomalie in der Temperaturabhängigkeit der Phononenfrequenz widerspiegelt.