Forschung: Oxoruthenate

Oxoruthenate

Durch eine optimierte Präperationsmethode für Ruthenat-Materialien aus Chlorid-Schmelzen können große Einkristalle für die Untersuchung von elektronischen und magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit der Zusammensetzung und kristallographischer Strukturdetails untersucht werden. Zielphasen sind Erdalkalimetallruthenate mit Übergangsmetallen. Voruntersuchungen haben gezeigt, dass vorzugsweise Ru durch unmagnetische Elemente wie Al und Ga in bisher unbeobachteten Substitutionsmechanismen ersetzt werden kann. Durch aliovalente Substitution mit Übergangsmetallen soll die Konzentration der mobilen Ladungsträger in sogenannten Spin-Leiter-Verbindungen gezielt kontrolliert werden. Eine weitere Familie schichtartig aufgebauter Ruthenate mit technologischem Potential sind Ru-Ferrite mit Mn, Fe und/oder Co. Diese Materialien sind weiche Ferromagnete mit niedrigen Koerzitivfeldern und hohen Curie-Temperaturen. Die elektronischen Strukturen und physikalischen Eigenschaften können durch chemische Substitution und damit durch Variation des 3d zu 4d Elementverhältnis eingestellt werden. Die viel versprechende Kombination von Eigenschaften liefert zahlreiche Ansätze für fundamentale Untersuchungen und die Möglichkeit für potentielle Anwendungen vorzugsweise im aufkeimenden Gebiet der Spintronik.

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Große Einkristalle von Ruthenaten mit weiteren 3d-Metallen können aus Chlorid-Schmelzen gewonnen werden. Das Diagramm zeigt am Beispiel von Sr(Ru,Fe)6O11 die Abhängigkeit der Bandlücke und der Curie-Temperatur von der Zusammensetzung.