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Charge-ordering transition in iron oxide Fe₄O₅ involving competing dimer and trimer formation

Titelangaben

Ovsyannikov, Sergey V. ; Bykov, Maxim ; Bykova, Elena ; Kozlenko, Denis P. ; Tsirlin, Alexander A. ; Karkin, Alexander E. ; Shchennikov, Vladimir V. ; Kichanov, Sergey E. ; Gou, Huiyang ; Abakumov, Artem M. ; Egoavil, Ricardo ; Verbeeck, Johan ; McCammon, Catherine ; Dyadkin, Vadim ; Chernyshov, Dmitry ; van Smaalen, Sander ; Dubrovinsky, Leonid:
Charge-ordering transition in iron oxide Fe₄O₅ involving competing dimer and trimer formation.
In: Nature Chemistry. Bd. 8 (Mai 2016) Heft 5 . - S. 501-508.
ISSN 1755-4349
DOI: https://doi.org/10.1038/nchem.2478

Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Alexander-von-Humboldt Forschungsgemeinschaft National Natural Science Foundation of China Russian Science Foundation Federal Ministry for Education and Research Fund for Scientific Research Flanders

Abstract

Phase transitions that occur in materials, driven, for instance, by changes in temperature or pressure, can dramatically change the materials' properties. Discovering new types of transitions and understanding their mechanisms is important not only from a fundamental perspective, but also for practical applications. Here we investigate a recently discovered Fe₄O₅ that adopts an orthorhombic CaFe₃O₅-type crystal structure that features linear chains of Fe ions. On cooling below ∼ 150 K, Fe₄O₅ undergoes an unusual charge-ordering transition that involves competing dimeric and trimeric ordering within the chains of Fe ions. This transition is concurrent with a significant increase in electrical resistivity. Magnetic-susceptibility measurements and neutron diffraction establish the formation of a collinear antiferromagnetic order above room temperature and a spin canting at 85 K that gives rise to spontaneous magnetization. We discuss possible mechanisms of this transition and compare it with the trimeronic charge ordering observed in magnetite below the Verwey transition temperature.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Lehrstuhl Kristallographie
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Lehrstuhl Kristallographie > Lehrstuhl Kristallographie - Univ.-Prof. Dr. Sander van Smaalen
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 01 Dec 2016 10:38
Letzte Änderung: 24 Feb 2017 09:28
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/35391