Comment on ``Magnetoresistance Anomalies in Antiferromagnetic YBa2_2Cu3_3O6+x_{6+x}: Fingerprints of Charged Stripes''

In a recent Letter Ando et al (cond-mat/9905071) discovered an anomalous magnetoresistance(MR) in hole doped antiferromagnetic YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$, which they attributed to charged stripes, i.e., to segregation of holes into lines. In this Comment we show that the experiments, albeit being interesting, do not prove the existence of stripes. In our view the anomalous behavior is due to an (a,b) plane anisotropy of the resistivity in the bulk and to a magnetic field dependent antiferromagnetic (AF) domain structure. It is unlikely that domain walls are charged stripes.Comment: 1 page, Accepted to PRL, Reply exists by authors of original pape

Multifrekvenciás elektron spin rezonancia erősen korrelált fémekben és szupravezetőkben = Multifrequency electron spin resonance in strongly correlated metals and superconductors

A projekt célja olyan szilárd testek elektron spin rezonancia vizsgálata, amelyekben az elektron-elektron korrelációk alapvetően fontosak. A vizsgált kuprát, szerves és fullerén vegyületek fémek, szupravezetők vagy a szupravezetéshez közel álló mágnesesen rendezett anyagok, amelyekben az elektron korrelációnak lényeges szerepe van. Megmértük és egy elméletet dolgoztunk ki a MgB2 szervetlen szupravezető vezetési elektron spin élettartamára, ami alapvető fizikai mennyiség. Befejeztük egy, a magas hőmérsékletű szupravezetéshez közel álló kuprát rendszer mágneses fázis diagramjának meghatározását. Az ET2Cu[N(CN)2]Cl réteges szerves gyenge ferromágnes rezonancia módusainak feltérképezésével egy régóta megfejthetetlen problémát oldottunk meg egy, a szupravezetés és mágnesség határán lévő anyagra. A Parmai Egyetem (Olaszország) és a Cambridge-i Egyetem (Nagy Britannia) kutatóival együttműködve megmutattuk, hogy a Li4C60 fullerén vegyület egy ionos vezető, amely alkalmazható lehet elektromos telepekben. Az eredményeket magas impaktú tudományos folyóiratokban közöltük. A munka két PhD tézis alapjául szolgált. Az ESR spektrumok fejlődése megújította az érdeklődést a módszer iránt. A nagy frekvenciás ESR spektrométert felújítottuk, új kvázi-optikai hidat, nagyteljesítméníű mm-hullámú forrást, mérőfejeket és egy rezgésmentes tartószerkezetet helyeztünk üzembe. Az érzékenységet egy nagyságrenddel megnöveltük. | The aim of the project was an electron spin resonance investigation of solids in which electron-electron correlations are of fundamental importance. The cuprate, organic and fullerene compounds investigated are metals, superconductors or magnetically ordered systems related to superconductivity in which electron correlations play an essential role. We measured and proposed a theory of the conduction electron spin life time in an inorganic superconductor, MgB2. We completed work on the magnetic phase diagram of a cuprate system close to high temperature superconductivity. The mapping of the magnetic resonance modes of a layered organic weak ferromagnet, ET2Cu(N(CN)2)Cl, solved a long standing problem of a material at the borderline of magnetic order and superconductivity. We showed, in collaboration with researchers at the University of Parma (Italy) and University of Cambridge (UK) that the fullerene compound, Li4C60 is a crystalline superionic conductor with possible applications in electrical batteries. Results were published in high impact scientific journals. The work served the basis for the completion of two PhD thesis. The recent progress of high frequencies ESR spectrometers has renewed interest in the method. The high frequency ESR spectrometer has been reconstructed, a new quasi optical bridge, a powerful mm-wave source, probe heads and a vibration free supporting structure were installed. As a result the sensitivity was increased by an order of magnitude

Kollektív jelenségek multifrekvenciás elektron spin rezonancia vizsgálata szilárdtestekban = Multifrequency Electron spin resonance studies of Collective phenomena in solids

Kollektív jelenségeket vizsgáltunk szilárdtestekben multifrekvenciás elektron spin rezonancia spektroszkópiai módszerrel. - Szupravezetők és rokon mágnesesen rendezett anyagok A ma már "klasszikusnak" számító CuO2 alapú perovszkit szupravezetőkben munkánk a az antiferromágnesség és szupravezető állapotú rendszerek határán levő anyagokra irányult. Részletesen vizsgáltuk az elektromos töltés és mágneses spinsűrüség térbeli eloszlását. - Manganit perovszkitok mágnesesen rendezett és töltésrendezett állapotai Három, szerkezetében különböző rendszert vizsgáltunk, melyeknél a legérdekesebb kérdés az elméletileg jósolt inhomogén töltéseloszlás kísérleti kimutatása volt. - Elektron delokalizáció fullerén és szénalapú nanoszerkezetekben Részletesen vizsgáltuk a C59N-nel dópolt C60 rendszert, amely a fullerén félvezetők modellje lehet. Látszólagos egyszerűsége ellenére különleges mágneses és elektromos tulajdonságokat találtunk, melyeket értelmeztünk. A szén alapú nanocsövekbe fullerén spinjelzőt töltöttünk, ami lehetűvé teszi elektromos tulajdonságainak tanulmányozását. A munkát számos külföldi laboratóriummal együttműködve végeztük. Az ESR vizsgálatokat a BME-n fejlesztett, multifrekvenciás és az MTA-KKI 2004-ben felállított Bruker típusú 9 GHz-s ESR spektrométerén végeztük. Eredményeinket neves folyóiratokban közöltük. Megszerveztük a nagyfrekvenciás ESR spektroszkópia SENTINEL Európai Hálózatának zárókonferenciáját Budapesten. | We investigated collective phenomena in solids by multifrequency electron spin resonance spectroscopy. - Superconductors and parent magnetically ordered materials In the now 'classic' CuO2 based perovskite superconductors we focused on systems on the borderline of antiferromagnetism and superconductivity. We investigated in detail the spatial distribution of magnetic spin density and charge density. - Magnetic and charge ordered states in manganite perovskites We investigated three structurally different systems for which the experimental verification of the theoretically predicted inhomogeneous charge distribution is the most interesting problem. - Electron delocalization in fullerene-based and carbon-based nanostructures We investigated in detail the C59N doped C60 system that may be regarded as a model system for fullerene semiconductors. In spite of its apparent simplicity it shows special electronic and magnetic features that were explained. We filled the carbon nanotubes with fullerene spin labels that enable the study of its electric properties. The work was accomplished in collaboration with several foreign laboratories. The ESR studies were performed on the multifrequency spectrometer built at the BUTE and the Bruker spectrometer at the Chemical Research Institute of the HAS. Results were published in well-known journals. We organized the closing conference of the SENTINEL European Network for high frequency ESR spectroscopy

Nanosegregation in Na2C60

There is continuous interest in the nature of alkali metal fullerides containing C(4)(60) and C(2)(60), because these compounds are believed to be nonmagnetic Mott–Jahn–Teller insulators. This idea could be verified in the case of A(4)C(60), but Na(2)C(60) is more controversial. By comparing the results of infrared spectroscopy and X-ray diffraction, we found that Na(2)C(60) is segregated into 3-10 nm large regions. The two main phases of the material are insulating C(60) and metallic Na(3)C(60). We found by neutron scattering that the diffusion of sodium ions becomes faster on heating. Above 470 K Na(2)C(60) is homogeneous and we show IR spectroscopic evidence of a Jahn–Teller distorted C(2)(60) anion

Magnetic resonance in the antiferromagnetic and normal state of NH_3K_3C_60

We report on the magnetic resonance of NH_3K_3C_60 powders in the frequency range of 9 to 225 GHz. The observation of an antiferromagnetic resonance below the phase transition at 40 K is evidence for an antiferromagnetically ordered ground state. In the normal state, above 40 K, the temperature dependence of the spin-susceptibilty measured by ESR agrees with previous static measurements and is too weak to be explained by interacting localized spins in an insulator. The magnetic resonance line width has an unusual magnetic-field dependence which is large and temperature independent in the magnetically ordered state and decreases rapidly above the transition. These observations agree with the suggestion that NH_3K_3C_60 is a metal in the normal state and undergoes a Mott-Hubbard metal to insulator transition at 40 K.Comment: 4 pages, 5 figures. Submitted to Phys. Rev.

Kutatások a MALDI-TOF tömegspektrometria szénhidrátkémia alkalmazási lehetőségeinek kiszélesítésére = Investigation of widening of the MALDI-TOF MS applications in carbohydrate chemistry

A kutatás fő célkitűzése volt szénhidrátok és származékaik (védőcsoportokat tartalmazó vagy fehérjéhez kötött oligoszacharidok) MALDI-TOF tömegspektrometriás meghatározásához optimális kísérleti körülmények megállapítása és így a szénhidrátkémiai kutatások segítése. Ciklodextrin modellvegyületek alkalmazásával vizsgáltuk a minta előkészítés és felvitel valamint a kísérleti paraméterek változtatásának hatását a spektrumra. Tanulmányozzuk a mátrix anyagának, a minta koncentrációjának, a mintafelvitel módjának és a reflektron detektor érzékenység hatását a spektrum minőségére. Védőcsoportokat tartalmazó oligoszacharidok mérésekor számos törvényszerűséget figyeltünk meg a védőcsoportok stabilitása, a különböző mátrixok és kísérleti paraméterek között. A MALDI mérések segítették a termékek és melléktermékek azonosítását kémiai és enzimes oligoszacharid szintézisek esetében. Fragmentációs vizsgálatokkal kémiai és enzimatikus szintézissel előállított oligoszacharidok, valamint természetes eredetű amiláz inhibítorok szerkezet felderítését végeztük el. Meghatároztuk különböző neoglikoproteinek oligoszacharid tartalmát, amely meghatározó a sikeres immunválasz kiváltásában. Méréseinkkel támogattuk a különböző neoglikoprotein előállítási módszerek szisztematikus vizsgálatát. | The object of this research program was the application of MALDI-TOF MS in the field of carbohydrates and glycoconjugates. Cyclodextrins as model compounds were used to investigate the effect of the sample preparation methods and experimental parameters on the spectrum. The studied experimental parameters were: different matrix compounds, detector sensitivity, sample concentration and sample preparation methods. The stability of the protecting groups under the conditions of the evaporation/ionization was studied. The MALDI measurements assisted to identify products and byproducts of different chemical and enzymatic oligosaccharide syntheses (eg. sugar-sulfonates, sulfonic acid esters, PNP-glycosides and acarbose derivatives). Structural analysis and verification were made using post source decay fragmentation method in case of a tetrasaccharid component of N-glycanes, acarbose and its derivatives obtained by enzymatic synthesis and some natural alpha-amylase inhibitors. In addition we used this method for determination of molecular masses of neoglycoproteins

Nem konvencionális mágnesek elektronspin-rezonanciája = Electron spin resonance in non-conventional magnets

A kutatás célja egyes nem konvencionális mágneses rendszerek fizikai tulajdonságainak vizsgálata volt. A kutatás legfontosabb kísérleti eszköze a multifrekvenciás elektronspin-rezonancia (ESR) spektroszkópia volt. A vizsgált rendszereket modelleztük is: meghatározzuk az őket leíró mikroszkopikus vagy effektív Hamilton-operátorokat, amelyeket a kísérletekkel összevetve meghatároztuk azok paramétereit. A vizsgált rendszerek az alábbi három fő típusba sorolhatók: (i) mágneses nanorészecskék, illetve ezek határesete a molekuláris mágnesek, (ii) alacsony dimenziós és frusztrált mágnesek, és (iii) olyan rendszerek, amelyekben a spinekkel más szabadsági fokok is kölcsönhatnak. A legnagyobb hangsúlyt az alacsony dimenziós szerves töltésátviteli sók mágneses tulajdonságainak vizsgálata (ezekhez egyes mintákat a saját laboratóriumunkban szintetizáltunk), és a ferromágnes/szupravezető hibrid vékonyréteg-nanostrukturák vizsgálata kapta. A téma egyértelműen alapkutatás jellegű, még ha részben hasonló rendszerek potenciális alkalmazása (nagy sűrűségű információtárolás, mikroszkopikus szenzor stb.) is motiválta, illetve tette és teszi időszerűvé. | The aim of the proposal was to study the physical properties of non-conventional magnetic systems. We employed multi-frequency electron spin resonance (ESR) spectroscopy as the principal experimental technique. We also modeled the systems: we set up their microscopic and/or effective Hamiltonians in order to be tested against experiments and to determine their parameters. The systems that we investigated can be classified into the following three types: (i) magnetic nanoparticles and their limiting case, the molecular magnets, (ii) low dimensional and frustrated magnets, and (iii) systems in which the spins also interact with other degrees of freedom. The focus was on the investigation of the magnetic properties of low-dimensional organic charge transfer salts (some of these samples were synthesized in our own laboratory), and of the ferromagnet/superconductor hybrid thin layer nanostractures. The proposed research was fundamental even if it was also motivated by the potential applications (high density information storage, microscopic sensors etc.) of similar systems, and this is what made and makes it timely

Spin- és töltésdinamika szilárd testekben és nanoszerkezetekben = Spin and charge dynamics in solids and nanostructures

Napjaink szilárdtestfizikai kutatásainak központi területét jelentik azok a kvantum-jelenségek, amelyekben az elektron töltése és spinje egyaránt lényeges szerepet játszik. A projekt keretében ilyen jelenségeket tanulmányoztunk hagyományos módszerekkel (ESR spektroszkópia, elektromos és mágneses mérések), valamint olyan új spektroszkópia eljárásokkal, melyek nanotechnológiai megoldásokat alkalmaznak (alagút- és pont-kontaktus-spektroszkópia, Andrejev-spektroszkópia). A kísérleti és elméleti módszerekkel vizsgált anyagcsaládok egzotikus alapállapottal rendelkező erősen anizotrop kölcsönható elektronrendszerek, mint például: i, szupravezető átalakulás közelében lévő kuprátok, ii., ritkaföldfém vegyületek nem-konvencionális sűrűséghullámai, illetve iii., átmeneti fém oxidok a kvantum kritikus pont tartományában. A legfontosabb új eredmények a versengő kölcsönhatású rendszerek fázisdiagramjára, az antiferromágneses anyagok spin-gerjesztéseinek közvetlen meghatározására, valamint ferromágneses anyagokban a töltéshordozók spin-polarizáltságának mérésére vonatkoznak. Ez utóbbi, az alapvetően új nanotechnológiai méréstechnika alkalmazása mellett, a modern kvantum elméletek nanoszerkezetekre történő kiterjesztését is igényelte. Az eredményeket nívós nemzetközi folyóiratokban közöltük. A 40 kiemelt publikáció között 6 db. Physical Review Letters és 27 db. Physical Review B cikk szerepel. | Electrons have spin and charge, and the quantum phenomena where both of these properties are relevant represent the hottest subjects in condensed matter research today. We investigated these features by bulk characterization methods (ESR spectroscopy, transport and magnetization measurements) supplemented with novel spectroscopic ones utilizing nanotechnology (tunneling-, point-contact, and Andreev-spectroscopy). Highly anisotropic interacting electron systems with exotic ground states have been studied both experimentally and theoretically. The prime examples are: i., cuprates in the vicinity of a superconducting transition, ii., rare-earth compounds with unconventional density waves and iii., transition metal oxides close to a quantum critical point. The most important new results deal with the determination of phase diagrams for systems of competing interactions, direct measurement of spin excitations in antiferromagtic structures, and determination of spin polarization of the charge carriers in ferromagnetic structures. The latter required novel nanoscale techniques, and the application of quantum theories for nanostructures. The results were published leading scientific journals. The top 40 publication include 6 Physical Review Letters and 27 Physical Review B papers