Deutsch Physik-Department E15 - Gruppe B English

 

Myon-Spin-Rotation und -Relaxation

Bei der µSR-Spektroskopie werden Myonen in eine Probe implantiert und kommen auf Zwischengitterplätzen zur Ruhe. Über kernphysikalische Meßverfahren wird die Larmorpräzession der Myonen verfolgt. Damit werden Aussagen über die inneren Magnetfelder in Festköpern und deren Verteilung und Dynamik ermöglicht.

Die obige Animation zeigt den Zerfall des Myons (Reanimation durch Reload dieser Seite) und die Winkelverteilung des dabei emittierten Positrons bei maximaler (a=1) und mittlerer Energie (a=1/3). Sie wurde uns freundlicherweise von Rod Macrae zur Verfügung gestellt. Das Prinzip der µSR beruht auf der Paritätsverletzung beim Zerfall der Pionen und Myonen. Diese liefert uns zum einen spinpolarisierte Myonen und und zum anderen verbindet sie die Flugrichtung der Zerfallspositronen mit der Stellung des Myonenspins zum Zeitpunkt des Zerfalls. Dies macht das Myon zu einer sehr empfindlichen Sonde für Magnetfelder in Materie. Bei der Myon-Spin-Rotation wird die Präzession der Myonen in der Probe in einem externen, transversal gerichteten Magnetfeld beobachtet. Bei der Myon-Spin-Relaxation beobachtet man dagegen den Rückgang der Myon-Polarisation in der Probe ohne externes Feld oder in longitudinal gerichteten Feldern. Eine ausführliche Beschreibung der µSR-Methode findet man in der Diplomarbeit von Ernst Schreier.

µSR-Messungen können nur an den entsprechenden Einrichtungen sogenannter Mesonenfabriken erfolgen. Wir führen unsere Experimente an folgenden Großforschungsanlagen durch:

Der Temperaturbereich, in dem Experimente an den dortigen Einrichtungen möglich ist, reicht von 0.01 K bis 1000 K. Hier ist eine Auswahl online verfügbarer Manuals zu den Meßplätzen: Informationen zur µSR und den Meßplätzen findet man auch auf den Seiten von anderen µSR-Arbeitsgruppen.

Unsere Arbeitsgruppe nutzt µSR-Spektroskopie vorwiegend zur Untersuchung der Ausbildung des Magnetismus in den Elementen und Verbindungen der seltenen Erden (4f-Übergangsmetalle). Im Mittelpunkt stehen dabei neuartige Materialien wie die Systeme mit schweren Fermionen, in denen z.B. Supraleitung und Magnetismus koexistieren können, oder sogenannte Kondo-Metalle, in denen ein starkes Wechselspiel zwischen der den Magnetismus erzeugenden Austauschwechselwirkung und der den Magnetismus unterdrückenden Kondo-Kopplung besteht. Dieser Problemkreis bildet eine Untergruppe der elektronisch hochkorrelierten Materialien, zu denen u.a. auch die Hochtemperatursupraleiter zählen. In Kooperation mit anderen Arbeitsgruppen werden an diesen Materialien ergänzende Messungen wie spezifische Wärme, Suszeptibilität und Neutronenstreuung durchgeführt. Andere Forschungsgebieten, in denen die µSR am Institut E15 angewandt wird sind beispielsweise die Untersuchung von Spingläsern und das magnetische Verhalten von oxidischen Spinellen.


Arbeitsgruppe

Name Zimmer Telefon E-Mail
G. Michael Kalvius 2221 12501 / 12502 kalvius@physik.tu-muenchen.de
Andreas Kratzer 2246 12596 / 12513 kratzer@michi.e15.physik.tu-muenchen.de
Walter Potzel 2203 12508 Walter.Potzel@physik.tu-muenchen.de
Ernst Schreier 2207 12510 Ernst.Schreier@physik.tu-muenchen.de


Ausgewählte Veröffentlichungen

Diplom- und Doktorarbeiten:

Zeitschriftenartikel und Konferenzbeiträge

  • E. Frey, F. Schwabl, S. Henneberger, O. Hartmann, R. Wäppling, A. Kratzer and G.M. Kalvius,
    "Determination of the Universality Class of Gadolinium,"
    Phys. Rev. Lett. 79 (1997) 5142.
  • G.M. Kalvius, T. Takabatake, A. Kratzer, R. Wäppling, D.R. Noakes, S.J. Flaschin, F.J. Burghart, R. Kadono, I. Watanabe, A. Brückl, K. Neumaier, K. Andres, K. Kobayashi, G. Nakamoto and H. Fujii,
    "The influence of impurities and alloying in the Kondo semimetal CeNiSn as seen by µSR,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 157.
  • H.-H. Klauß, M. Hillberg, W. Wagener, M. Birke, F.J. Litterst, E. Schreier, A. Kratzer, G.M. Kalvius, Y. Haga and T. Suzuki,
    "Local magnetic field and muon site in CeAs,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 177.
  • A. Kratzer, C. Schopf, G.M. Kalvius, H.-H. Klauß, S. Zwirner and J.C. Spirlet,
    "µSR investigations of UX3 compounds,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 181.
  • E. Lidström, R. Wäppling, S.F. Flaschin, G.M. Kalvius, A. Kratzer, D.T. Adroja, B.D. Rainford and A. Neville,
    "µSR studies of magnetic properties of CeRhSb and La0.1Ce0.9RhSb,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 193.
  • M. Ekström, O. Hartmann, A. Marelius, R. Wäppling, E. Schreier, S. Henneberger, A. Kratzer and G.M. Kalvius,
    "µSR investigation of single crystalline dysprosium,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 281.
  • S. Henneberger, E. Schreier, A. Kratzer, L. Asch, G.M. Kalvius, E. Frey, F. Schwabl, O. Hartmann, M. Ekström, R. Wäppling, F.J. Litterst and H.-H. Klauss,
    "µSR investigations of gadolinium in the paramagnetic regime near the ferromagnetic transition,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 301.
  • E. Schreier, S. Henneberger, F.J. Burghart, A. Kratzer, G.M. Kalvius, O. Hartmann, M. Ekström and R. Wäppling,
    "High pressure µSR studies on single crystalline gadolinium,"
    Hyperfine Interactions 104 (1997) 311.
  • F.J. Burghart, W. Potzel, G.M. Kalvius, W. Schiessl, A. Kratzer, E. Schreier, A. Martin, M. Hillberg, R. Wäppling and D.R. Noakes,
    "Muons and muonium in Zn-spinels,"
    Hyperfine Interactions 106 (1997) 187.

 


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Standort: Physik-Department E15 - Forschungsgebiete - µSR
Verantwortlich: Siegfried.Haslbeck@physik.tu-muenchen.de
Letzte Änderung: 5.1.2000