NMR Spektrometer mit variablem Magnetfeld und kalter Bohrung
Final Report Abstract
Das bewilligte Gerät (Magnet und Spektrometer) wurde bei verschiedensten Projekten eingesetzt. Zu nennen sind hier insbesondere temperatur- und feldabhängige Untersuchungen an Hochtemperatursupraleitern. Dies betrifft die loch- und elektron-dotierten Kuprate sowie auch Pniktide. Die Untersuchungen betreffen bei den elektron-dotierten Systemen die weitere Charakterisierung der zwei Spin-Komponenten, deren Existenz wir mittlerweile an verschiedenen Materialien nachweisen konnten (auch an denen, die bislang als Fundament der Einkomponenten-Sichtweise angesehen wurden). Bei den elektron-dotierten Materialien konnten wir durch langwierige, feldabhängige Untersuchungen die 17-O Spektren aufklären, worüber es bislang keine Publikationen gibt. Darüber hinaus arbeiten wir an dem Verständnis der Linienbreiten bei den Kupraten, insbesondere zur Zeit an Hg-Kupraten. Dies sind außerordentlich aufwendige Messungen, da die Kristalle sehr klein sind und die Linienbreiten recht groß. Auch hier gibt es nur wenige Arbeiten. Im Rahmen eines ganz anderen Projektes konnten wir an CaF2-Einkristallen mit der 19F-NMR das Langzeitverhalten des freien Induktionszerfalls mit deutlich verbesserter Auflösung bestimmen, womit wir eine Theorie von Prof. Boris Fine (Universität Heidelberg) zum Quantenchaos bestätigen konnten. Hier musste das rasch zerfallende Signal über 6 Größenordnungen aufgezeichnet werden. Durch die Möglichkeit der einfachen Feldvariation war das Gerät besonders geeignet, Probenköpfe und Materialien auf ihre Verwendbarkeit in gepulsten Magnetfeldern zu testen. Die entsprechenden Experimente wurden dann in Pulsfeldern des Hochfeldlabors des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf durchgeführt. In ähnlicher Weise erfolgten erste Tests von kleinen Höchstdruckzellen (NMR im Giga-Pascal-Bereich), die wir für diesen Magneten entwickelt haben und den Einsatz auf dem neuen Gebiet der Hochdruck-NMR ermöglichen. Das Spektrometer ist aufgrund seiner kompakten Bauweise auf ein bewegliches Rack gebaut, sodass dieses auch variabel an anderen Magneten eingesetzt werden konnte und so zur Durchführung von Messungen verschiedenster Forschungsprojekte eingesetzt wurde. Dazu zählen auch neue Untersuchungen von topologischen Isolatoren mit 77Se NMR.
Publications
- "New Approach to High-Pressure Nuclear Magnetic Resonance with Anvil Cells". J. LowTemp. Phys. 159 (2010) 284
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T. Meissner, S. K. Goh, J. Haase, G. V. M. Williams, P. B. Littlewood
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B. Meier, S. Greiser, J. Haase, T. Herrmannsdörfer, F. Wolff-Fabris, J. Wosnitza
- “63Cu nuclear magnetic resonance study of Pr1.85Ce0.15Cu1_xNixO4: Ni-induced spin density osciliation and modification of the low energy spin fluctuations“, J. Phys. Cond. Matter 23 (2011) 075701
G. V. M. Williams, M. Jurkutat, D. Rybicki, J. Haase
- "Eigenmodes in the Long-Time Behavior of a Coupled Spin System Measured with Nuclear Magnetic Resonance". Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 177602
B. Meier, J. Kohlrautz, J. Haase
- "Two-Component Behavior of Cuprate Superconductors from NMR Shifts". Mater. Sci. Forum 700 (2012) 1-6
D. Rybicki, M. Greven, J. Haase, T. Meissner, S.K. Goh, G.V.M. Williams
- "Two-component uniform spin susceptibility in superconducting HgBa2CuO4+δ single crystals measured using 63Cu and 199Hg nuclear magnetic resonanceC. Phys. Rev. B 85 (2012) 104517
J. Haase, D. Rybicki, C. P. Slichter, M. Greven, G. Yu, Y. Li, X. Zhao
- "75As NMR Study of Overdoped CeFeAsO0.8F0.2." J. Phys. Cond. Matter 25 (2013) 315701
D. Rybicki, T. Meissner, G.V.M. Williams, S.V. Chong, J. Haase
- "Charge inhomogeneity in electron-doped Pr1.85Ce0.15CuO4 determined with 63Cu NMR." J. Supercond. Nov. Magn. 26 (2013) 2685-2688
M. Jurkutat, J. Haase, A. Erb
