Festkörperphysik II - Technische Universität Wien

14 KAPITEL 2. MATERIALIEN DER AKTUELLEN FORSCHUNG
chen.
2.2.3 Systeme mit quantenkritischem Endpunkt
In Abb.2.5 ist der Fall dargestellt, wo am quantenkritischen Punkt eine geordnete Phase
gerade unterdrückt wird. Es gibt aber auch quantenkritische Punkte, an denen kein Symmetriebruch
auftritt. Ein Beispiel dafür ist das Ruthenat Sr3Ru2O7, das das typische Verhalten
eines itineranten Metamagneten zeigt: Als Funktion des Magnetfeldes nimmt die Magnetisierung
in einem schmalen Feldbereich sehr rasch zu. Das Magnetfeld, bei dem der metamagnetische
Übergang in Sr3Ru2O7 auftritt, hängt einerseits von der Temperatur ab, andererseits
vom Winkel zwischen Magnetfeld und kristallographischer ab-Ebene (Abb.2.11). Der schat-
kritischer Endpunkt für 0° (2. Ordnung)
T (B,0°) (1. Ordnung)
mm
quantenkritischer
Endpunkt
Abbildung 2.11: Dreidimensionales Phasendiagramm von Sr3Ru2O7 erstellt aus Messungen
der komplexen Suszeptibilität χ = χ ′ + iχ ′′ . Bei den Übergängen erster Ordnung treten
Hysteresiseffekte und ein nichtverschwindendes χ ′′ auf [Grigera et al., Phys. Rev. B 67 (2003)
214427].
tierte Bereich stellt die Fläche metamagnetischer Phasenübergänge erster Ordnung dar. Sie
wird zu hohen Temperaturen hin von einer Linie kritischer Temperaturen (kritischer Endpunkte)
begrenzt. Jeder kritische Endpunkt stellt einen Phasenübergang zweiter Ordnung
dar. Der quantenkritische Punkt tritt auf, wo die Linie kritischer Endpunkte die T = 0-
Ebene schneidet, also in Abb.2.11 bei ca. 90 ◦ und 7.8 T. Dies wird etwas anschaulicher,
wenn wir einen Schnitt durch das dreidimensionale Phasendiagramm, z.B. die Ebene zum
Winkel 0 ◦ , betrachten. Hier wird die Abhängigkeit der kritischen Temperatur des metamagnetischen
Übergangs Tmm als Funktion des Magnetfeldes dargestellt. Bei einem Magnetfeld