Raman study of ferroic and multiferroic materials
This thesis is devoted to investigation of new materials with ferroic and multiferroic In the mixed halide compound Fe(Te1.5Se0.5)O5Cl iron ions in the high-spin state form weakly A serious contradiction between the screening effect of metallic electrons and dielectric Creation of low dimensional magnetic structures is not the only possible effect of lone electron Two new second-harmonic generation active iodates K3Sc(IO3)6 and KSc(IO3)3Cl, are discussed
properties by the means of Raman spectroscopy.The first discussed compound is chloromenite
Cu9O2(SeO3)4Cl6. The crystal structure of the compound contains copper in five different
coordination, which leads to a complicated magnetic structure. The chloromenite exhibits
long range magnetic ordering at TN = 37 K and a polar ordering at TE = 270 K. The Raman study
reveals signs of both magnetic and electric phase transitions: spin-phonon coupling below TN,
and a symmetry lowering for T < TE. Rearrangement of magnetic subsystem below 20 K and an
additional lattice instability in the temperature range 90 – 120 K is first discovered using
Raman spectroscopy.
coupled dimers showing the regime of short-range correlations at TM= 70 K and long-range
magnetic order at TN = 22 K. Magnetic excitations revealed by the Raman study allow to
determine the energy of magnetic interaction.
polarization has been recently overcome in LiOsO3. In the presented work we studied the
isostructural compound LiReO3. The phonon anomalies point to the phase transition at T=175 K
with a crossover regime down to temperatures as low as 140 K. The hysteresis in the temperature
evolution of ReO6 related modes i contrast to an abrupt softening and damping of Li vibrations
in the ferroelectric phase speak in favour of a decoupling of polar degrees of freedom and
itinerant electrons.
pair cations of p-elements. Features of the electronic structure cause a structural transition
to a non-centrosymmetric state, which contributes to the manifestation of such actual physical
properties as ferroelectricity, piezoelectricity, and optical activity like second-harmonic
generation.
in this thesis. The large anharmonicity in the optical response of both compounds is confirmed
by an anomalous temperature dependence of optical phonon energies as well as their enhanced
Raman scattering intensities. The latter corresponds to a very large electronic polarizability.
Die vorliegende Dissertation widmet sich der Untersuchung neuer Materialien mit In der gemischten Halogenidverbindung Fe(Te1.5Se0.5)O5Cl bilden Eisenionen im High-Spin- Kürzlich wurde ein gravierender Widerspruch zwischen der Abschirmwirkung Merkmale der elektronischen Struktur bewirken einen strukturellen Übergang in einen nicht
ferroischen und multiferroischen Eigenschaften mittels Raman-Spektroskopie. Die erste
diskutierte Verbindung ist Chloromenit Cu9O2(SeO3)4Cl6. Die Kristallstruktur der Verbindung
enthält Kupfer in fünf verschiedenen Koordinationen, was zu einer komplizierten magnetischen
Struktur führt. Chloromenit weist eine magneti-sche Fernordnung bei TN = 37 K und eine
polare Ordnung bei TE = 270 K auf. Die Untersuchung mit der Raman-Methode ermöglicht
die Untersuchung für magnetische und elektrische Phasenübergänge: Unterhalb von TN eine
Spin-Phonon-Kopplung und für T < TE eine Symmetrieerniedrigung. Mit Hilfe der
Raman-Spektroskopie wurden erstmals eine Neuordnung des magnetischen Subsystems bei
Temperaturen unter 20 K und darüber hinaus eine Gitterinstabilität im Temperaturbereich
von 90 – 120 K entdeckt.
Zustand schwach gekoppelte Dimere mit dem Überwiegen von Korrelationen kurzer Reichweite
bei TM = 70 K und einer magnetischen Fernordnung bei TN = 22 K. Magnetische Anregungen,
entdeckt durch die Raman Methode, ermöglicht die Bestimmung von Energie der magnetischen
Wechselwirkung.
metallischer Elektronen und der dielektrischen Polarisation bei LiOsO3 überwunden. In
vorliegender Arbeit wurde die isostrukturelle Verbindung LiReO3 untersucht. Die
Phononenanomalien deuten auf einen Phasenübergang bei T = 175 K hin, wobei die Anomalien
bis zu einer Tiefsttemperatur von T = 140 K auftreten. Die Hysterese der Temperaturentwicklung
von auf ReO6 bezogene Moden – im Gegensatz zu einer abrupten Abschwächung und Dämpfung von
Li-Schwingungen in der ferroelektrischen Phase – spricht für eine Entkopplung polarer
Freiheitsgrade und itineranter Elektronen.
zentrosymmetrischen Zustand, der zu einer Manifestation physikalischer Eigenschaften wie
Ferroelektrizität und optischer Aktivität. Zwei neue, frequenzverdoppelnde Jodate werden
diskutiert: K3Sc(IO3)6 und KSc(IO3)3Cl. Die große Anharmonizität in der optischen Reaktion
der beiden Verbindungen wird durch eine anomale Temperaturabhängigkeit von optischen
Phononenenergien sowie ihre vergrößerten Intensitäten bei der Raman-Streuung bestätigt.
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