Aktuelle Forschung mit Neutronen

Unsere Gruppe führt Neutronenstreuungsuntersuchungen von neuartigen magnetischen Materialien und Supraleitern unter Verwendung verschiedener Neutronenbeugungs- und Spektroskopietechniken durch. Zu diesem Zweck setzen wir auf modernste Instrumente an mehreren weltweit führenden Neutronenquellen in Europa und Übersee ein. Zu unseren Themen gehören Quantenmagnetismus, die Auswirkungen von magnetischer Frustration und Topologie, multipolare Ordnungsphänomene in f-Elektronensystemen, nichtkollineare und inkommensurable Spinondnungen, die Strukturen von Flußliniengittern in Supraleitern und Skyrmionsgittern in Helimagneten. Wir nehmen an der Entwicklung neuer Neutronenstreuinstrumente am Dreiachsenspektrometer für kalten Neutronen PANDA teil, das vom Jülicher Zentrum für Forschung mit Neutronen (JCNS) am Forschungsreaktor FRM-II in München betrieben wird.

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News & Highlights

Seltenerdboride

Das Buch "Rare-Earth Borides" (ISBN 9789814877565), herausgegeben von Dmytro Inosov, erschien 2021 im Verlag "Jenny Stanford Publishing". Der aktuelle Band präsentiert eine umfassende Sammlung von 11 Übersichtskapiteln inklusive unser eigenes Kapitel mit der Übersicht von Ergebnissen der magnetischen Neutronenspektroskopie an reinem und dotiertem Cerhexaborid. Das Buch bietet eine umfangreiche Zusammenfassung des Stands der Forschung zum Thema Seltenerdboride aus unterschiedlichen Perspektiven von führenden Experten auf diesem Gebiet. Die 1. Ausgabe kann bereits bei dem Verlag oder bei Amazon als Hardcover oder als e-Book bestellt werden.

BAMBUS für PANDA

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt unseren Antrag auf den Bau des neuen Neutronen-Multianalysators BAMBUS für das Dreiachsenspektrometer für kalte Neutronen PANDA, das vom Jülicher Zentrum für Forschung mit Neutronen (JCNS) am MLZ / FRM-II Forschungsreaktor in München betrieben wird. Dieses 1.4-MEUR-Projekt soll im Jahr 2021 durch die gemeinsame Anstrengung unserer Arbeitsgruppe für Neutronenspektroskopie an der TU Dresden und JCNS abgeschlossen sein.

Quantenmagnetismus in Mineralien

„Advances in Physics“ veröffentlicht unseren Übersichtsartikel „Quantenmagnetismus in Mineralien“. Kupferhaltige Mineralien, unter anderem berühmte Edelsteine wie Linarit (Bild) oder Malachit, haben in den letzten Jahren großes Interesse als quantenmechanische magnetische Systeme geweckt. Einige davon, wie z.B. Herbertsmithit, gelten sogar als vielversprechende Kandidaten für die Verwirklichung neuer Formen magnetischer Materie. Der neue Artikel fasst die experimentellen und theoretischen Ergebnisse der letzten Jahre in diesem neuen interdisziplinären Gebiet zusammen, das Mineralogie mit Quantenchemie und Tieftemperaturphysik überbrückt.

Übersichtsartikel

Im Jahre 2016 wurden zwei eingeladene Übersichtartikel unserer Gruppe veröffentlicht. Der erste Artikel von D. S. Inosov unter dem Titel "Spin fluctuations in iron pnictides and chalcogenides: From antiferromagnetism to superconductivity" erschien in der Januar-Februar-Ausgabe von Comptes Rendus Physique. Der zweite Artikel von A. S. Cameron, G. Friemel und D. S. Inosov unter dem Titel "Multipolar phases and magnetically hidden order: Review of the heavy-fermion compound Ce(1−x)La(x)B6" wurde im Mai selben Jahres durch die renommierte Übersichtszeitschrift "Reports on Progress in Physics" veröffentlicht.

Research in the neutron spectroscopy group

Unsere Neutronenspektroskopie Gruppe an der TU Dresden spezialisiert sich auf die Untersuchungen von magnetischen Phänomenen und der Tieftemperatur-Spindynamik in Festkörpern. Die wichtigste experimentelle Methode unserer Gruppe sind

Neutronendiffraktion
Kleinwinkel-Neutronenstreuung
Dreiachsen-Spektroskopie mit kalten und thermalen Neutronen
Flugzeit-Neutronenspektroskopie
Spinpolarisierte und Spinecho-Neutronenstreuung

Unsere Forschung umfasst folgende Themen:

Spindynamik in korrelierten Elektronsystemen
Nichtkollineare und topologische magnetische Strukturen
Magnetische Frustration und Quantenmagnetismus
Propagation von Spinwellen in nichtkommensurablen Magneten
Multipolare Ordnungsphänomene in f-Elektron-Systemen
Unkonventionelle Supraleitung
Entwicklung von Neutroneninstrumentation

Für weitere Details sehen Sie unsere Publikationsliste und die Beschreibung der laufenden Drittmittelprojekte.

Aktuelle Forschung unserer Arbeitsgruppe

Spinanregungen in Helimagneten

Die magnetoelektrische Verbindung Cu2OSeO3 ist bekannt als das erste Beispiel eines Isolators, in dem bei niedrigen Temperaturen ein Skyrmiongitter entdeckt wurde – eine exotische Art der magnetischen Ordnung. Mithilfe von Neutronen-Flugzeit-Spektroskopie haben wir die theoretisch vorhergesagte magnetische Austausch-wechselwirkungen in diesem System untersucht.

Magnetische Exzitonen im Cerhexaborid

Außer konventionellen antiferro-magnetischen Phasen entsteht im Cerhexaborid eine seltsame antiferro-quadrupolare Ordnung bei niedrigen Temperaturen, die ein komplexes Wechselspiel von magnetischen und orbitalen Freiheitsgraden darstellt. Durch eine umfangreiche Ausmessung der Spinanregungen haben wir vorher unerwartete ferro- und antiferro-magnetische Exzitonen entdeckt, die ähnlich zur Resonanzmode in Supraleitern mit der Ladungslücke verknüpft sind.

Spinwellen in eindimensionalen Spinketten

Die Wechselwirkungen zwischen magnetischen Co3+ Ionen innerhalb der ferromagnetischen Spinketten in Ca3Co2O6 konnten durch inelastische Neutronenstreuung erstmalig quantitativ bestimmt werden.