Magnetska uređenja i magnetoelektrični učinak u odabranim multiferoičnim metalo-organskim bakrovim perovskitima

disertacija

• Naslov (engleski): Magnetic order and magnetoelectric effect in the selected multiferroic metal-organic copper perovskites
• Autor: Pavla Šenjug
• Mentor: Damir Pajić (mentor)
• Član povjerenstva: Krešo Zadro (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mirta Rubčić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vito Despoja (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-06-24, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 53 - Fizika

Sažetak

Multiferoici su materijali kod kojih istovremeno postoji više vrsta dugodosežnih uređenja. Najpoznatiji te najistraživaniji su magnetoelektrični multiferoici kod kojih se javlja magnetsko i električno uređenje, te vezanje među njima. Vezanje između uređenja omogućava mijenjanje magnetizacije električnim poljem, kao i polarizacije magnetskim poljem. Ovakvi materijali zanimljivi su zbog mogućnosti koje nude u tehnološkoj primjeni, kao na primjer u senzorima, feroelektričnim fotovoltaicima, spintronici i nanoelektronici. Osim tehnološke primjene multiferoici su značajni i za fundamentalna istraživanja međudjelovanja elektronskog naboja, spina, orbitalnih stupnjeva slobode i kristalne rešetke. U ovom radu bit će predstavljeni rezultati istraživanja metalo-organskih materijala dvodimenzionalne i trodimenzionalne perovskitne strukture kod kojih postoji mogućnost istovremene pojave električnog i magnetskog uređenja. Motivacija za istraživanje 2D perovskita temeljenih na tetraklorokupratima(II) bio je prethodno istraživan etilamonijev tetraklorokuprat(II), na kojem je utvrđeno istovremeno postojanje magnetskog i električnog uređenja. Da bi se utvrdio utjecaj sastava i strukture na vrstu i temperaturu magnetskog uređenja, nastavljena su istraživanja niza halogenokuprata(II) s različitim organskim aminima. Kod niza anisidinijevih tetraklorokuprata(II), s tri različite konfiguracije anisidinijevog iona pokazano je kako se kristalna struktura mijenja ovisno o geometriji i elektronskoj strukturi organskog kationa. Ovisno o konfiguraciji kationa, mijenja se način udruživanja tetraklorokupratnih(II) aniona, udaljenost između susjednih bakrovih iona unutar te naginjanje i Jahn-Teller distorzija oktaedara klorovih aniona koji okružuju bakrove katione. Sve ove promjene utječu na magnetsko ponašanje, pa su tako za para- i meta-anisidinijev tetraklorokuprat(II) utvrđeni magnetski fazni prijelazi na 9.4 K i 4.2 K, različitih karaktera, dok ortho spoj nema vidljiv prijelaz. Drugi niz proučavanih 2D spojeva obuhvatio je etilamonijev tetraklorokuprat(II) i njegove derivate, kod kojih okosnicu organskog sloja čine 2-kloretilamonijev, odnosno 2-brometilamonijev kation, dok anorganski sloj tvore tetraklorokupratni(II), odnosno tetrabromokupratni(II) anioni. Najveća promjena magnetskog ponašanja uočena je za (BrC_2H_4NH_3)_2CuBr_4 gdje je bromov ion uzrokovao promjenu osnovnog magnetskog stanja iz antiferomagnetskog u feromagnetsko. Istraživanje 3D perovskita C(NH_2)_3Cu(HCOO)_3 pokazalo je da se primjenom električnog polja može utjecati na magnetizaciju uzorka ispod temperature magnetskog faznog prijelaza, a primjenom magnetskog polja na iznos električne polarizacije u paramagnetskoj fazi. Uz zanimljivo magnetoelektrično ponašanje, ovaj spoj pokazuje i veliku magnetsku anizotropiju. Na kraju rada stavit ćemo rezultate u širi kontekst i pokazati perspektive daljnjeg istraživanja i razvoja ovakvih materijala.

Sažetak (engleski)

In this work, we will present the results of our research on metal-organic materials of two dimensional and three dimensional perovskite structures with the possibility of simultaneous appearance of electric and magnetic orders. The motivation for the investigation of the 2D tetrachlorocuprate perovskites was previously investigated ethylammonium tetrachlorocuprate(II), (C_2H_5NH_3)_2CuCl_4 on which existence of the magnetic and electric order was observed. A number of investigated 2D layered metal-organic perovskite materials, of the general chemical formula A2BX4, consisted of three isomers ortho-, meta- and para-anisidinium tetrachlorocuprate (II), and ethylammonium tetrachlorocuprate(II) - EA_2CuCl_4 and a series of its derivatives, ClEA_2CuCl_4, BrEA_2CuCl_4, ClEA_2CuBr_4 i BrEA_2CuBr_4.

• Ključne riječi: magnetska uređenja; multiferoici; magnetoelektrično vezanje; hibridni metalo-organski perovskiti; slojeviti metalo-organski perovskiti
• Ključne riječi (engleski): magnetic order; multiferroics; magnetoelectric coupling; metal-organic perovskites
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:836506
• Datum promocije: 2022
• Studijski program: Naziv: Fizika; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 136 str.
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup; Datum isteka embarga: 2024-06-24
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-07-11 10:10:25