Spektroskopowe badania właściwości magnetycznych warstwowych związków RBa2Cu3O6+x i R2Cu2O5 (R - jony ziem rzadkich)

Monografia przedstawia badania właściwości magnetycznych związków należących do dwu układów warstwowych tlenków miedzi: RBa2Cu3O6+x i R2Cu2O5 (gdzie R jest jonem z grupy ziem rzadkich). W rozdziałach 2 i 3 przedstawiono podstawowe informacje dotyczące charakterystyk materiałowych badanych materiałów, wpływu pola krystalicznego, oddziaływań dipolowych i wymiennych, elektronowego rezonansu paramagnetycznego, które będą wykorzystywane w dalszych częściach monografii. W rozdziałach 4-10 analizowane są właściwości magnetyczne związków RBa2Cu3O6+x. Przeprowadzono systematyczne badania wpływu pola krystalicznego na jony R3+ (R=Nd, Sm, Eu, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) w RBa2Cu3O7 w fazie rombowej, jak i dla jonów R=Nd, Ho, Er, Tm w RBa2Cu3O6+x w fazie tetragonalnej. Analiza pola krystalicznego ujawniła systematyczne zmiany parametrów pola krystalicznego w tych związkach, co umożliwia ich przewidywanie w tych przypadkach, gdy spektroskopia nieelastycznego rozpraszania neutronów nie potrafi wyznaczyć najniższych poziomów energetycznych. Wartości ciepła właściwego, podatności magnetycznej i izotermicznego namagnesowania dla związków układu RBa2Cu3O6+x mogą być poprawnie obliczone bazując na poziomach energetycznych jonów R3+ powstających pod wpływem pola krystalicznego. Badania metodą ERP związków RBa2Cu3O6+x, szczególnie tych, które zwierają jony kramersowskie, pozwoliło na dokładniejsze określenie ich właściwości magnetycznych i umożliwiło wyznaczenie wielkości oddziaływań dipolowych i wymiennych. W rozdziałach 11-13 przedstawiono rezultaty badań roztworów stałych (RxY1-x)2Cu2O5 (R=Tb, Dy, Er). W rozdziale 11 opisano syntezę i właściwości termiczne tych związków. W rozdziałach 12 i 13 przedstawiono wyniki pomiarów metodą ERP. Pozwoliły one na identyfikację dominujących oddziaływań magnetycznych obecnych w skomplikowanym systemie jednostek strukturalnych tworzących strukturę krystaliczną tego układu.

---

In this monograph a study of magnetic properties of two layered copper oxide systems: RBa2Cu3O6+x and R2Cu2O5 (where R is the rare earth ion) is presented. Introductory Chapters 2 and 3 give basic information about materials characteristics, crystal field effect, dipole and exchange interactions, and electron paramagnetic resonance, that will be utilized in the subsequent Chapters. In Chapters 4-10 magnetic properties of the RBa2Cu3O6+x compounds are analysed. Systematic investigations of the crystal field effect on the rare earth ions R3+ (R=Nd, Sm, Eu, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) in the orthorhombic phase of RBa2Cu3O7 and in the tetragonal phase of RBa2Cu3O6+x (R=Nd, Ho, Er, Tm) have been carried out. Crystal field analysis has revealed systematic changes of the crystal field parameters allowing their estimation in cases when the inelastic neutron scattering spectroscopy fails to determine the lowest energy levels. Specific heat, magnetic susceptibility and isothermal magnetisation of RBa2Cu3O6+x compounds could be correctly determined by using energy levels of R3+ ions arising under the effect of the crystal field. EPR studies of the RBa2Cu3O6+x compounds, particularly those with the rare earth Kramers ions, have provided further insights into their magnetic properties and allowed determination of the dipole-dipole and exchange interactions. In Chapters 11-13 the studies of (RxY1-x)2Cu2O5 (R=Tb, Dy, Er) solid solutions are presented. In Chapter 11 the synthesis and thermal properties of these compounds are described. In Chapters 12 and 13 results of EPR investigations are reported. It allowed identification of the dominating magnetic interactions in a complicated network of structural units forming the crystal structure of this system.