Spinzustandsänderung, magnetische Ordnung und Metall-Isolator-Übergang in Kobaltaten

LaCoO(3) kristallisiert in einer leicht verzerrten Perowskitstruktur. Bei tiefen Temperaturen wird ein unmagnetischer isolierender Grundzustand realisiert. Mit steigender Temperatur beobachtet man ein charakteristisches Maximum in der Suszeptibilität, das durch die thermische Besetzung eines angeregten paramagnetischen Zustands verursacht wird. Der energetische Abstand der beiden Zustände beträgt etwa 180 K. Mit weiter steigender Temperatur durchläuft das System um etwa 500 K einen Metall-Isolator-Übergang. Die mikroskopischen Ursachen dieser faszinierenden Eigenschaften werden kontrovers diskutiert. Zur Analyse der mikroskopischen Eigenschaften von LaCoO(3) wurden Messungen der Magnetisierung, der Wärmekapazität, der thermischen Ausdehnung und der Magnetostriktion durchgeführt. Ergebnisse von Widerstandsmessungen und strukturellen Untersuchungen wurden ebenfalls berücksichtigt. Eine kombinierte Analyse von Suszeptibilität und thermischer Ausdehnung liefert eine konsistente Beschreibung des Spinübergangs. Ausgehend von einem Singulettgrundzustand der Co(3+)-Ionen wird ein Triplett thermisch besetzt. Teilweise Substitution von La durch Eu verursacht chemischen Druck in der Einheitszelle. Dadurch wird die Kristallfeldaufspaltung modifiziert. Spinlücke und Aktivierungsenergie von La(1-x)Eu(x)CoO(3) wachsen mit x an. Die Spinlücke vergrößert sich um mehr als einen Faktor 10 von 180 K in LaCoO(3) auf mehr als 2000 K in EuCoO(3), die Aktivierungsenergie wächst um einen Faktor 3 von ~ 1200 K auf ~ 3400 K an, und die Temperatur des Metall-Isolator-Übergangs wächst von 480 K auf etwa 600 K nur moderat an. Ein ähnlicher Effekt wird bei vollständiger Substitution der La-Ionen durch Seltene Erden beobachtet. Die thermische Ausdehnung gibt Evidenz, daß die uniaxiale Druckabhängigkeit der Spinlücke mit sinkendem Ionenradius auf dem La-Platz anwächst. Eine weitere Möglichkeit, die physikalischen Eigenschaften gezielt zu beeinflussen, bietet Ladungsträgerdotierung La(1-x)A(x)CoO(3) mit A = Ca, Sr oder Ba. Formal wird dadurch eine entsprechende Menge Co(4+)-Ionen erzeugt. Dies verursacht signifikante Änderungen in den elektrischen, magnetischen und strukturellen Eigenschaften von LaCoO(3). Für Sr- und Ba-Dotierung durchläuft das System mit x eine Spinglasphase. Für >= 0.2 wird ferromagnetische Ordnung beobachtet. Die Ca-Mischreihe zeigt keine Spinglasphase, sondern realisiert bereits bei kleinen Dotierungen langreichweitige Ordnung. Mit weiter steigendem x durchläuft diese Mischreihe einen strukturellen Phasenübergang, der sich durch deutliche Anomalien in der thermischen Ausdehnung und der spezifischen Wärme bemerkbar macht. Die magnetische Ordnung für >= 0.2 kann im Doppelaustauschbild verstanden werden. Die thermische Ausdehnung aller drei Mischreihen zeigt an, daß weder die Co(3+)- noch die Co(4+)-Ionen einen temperaturgetriebenen Spinübergang durchlaufen

Type-I superconductivity in Al6_6Re

While the pure elements tend to exhibit Type-I rather than Type-II superconductivity, nearly all compound superconductors are Type-II, with only a few known exceptions. We report single crystal growth and physical characterization of the rhenium aluminide Al$_6$Re, which we conclude is a Type-I superconductor based on magnetization, ac-susceptibility, and specific-heat measurements. This detection of superconductivity, despite the strong similarity of Al$_6$Re to a family of W and Mo aluminides that do not superconduct, suggests that these aluminides are an ideal testbed for identifying the relative importance of valence electron count and inversion symmetry in determining whether a material will superconduct.Comment: 9 pages, 7 figures, CIF file as ancillar

Thermodynamic determination of the equilibrium first-order phase-transition line hidden by hysteresis in a phase diagram

Phase diagrams form the basis for the study of material science, and the profiles of phase-transition lines separating different thermodynamic phases include comprehensive information about thermodynamic quantities, such as latent heat. However, in some materials exhibiting field-induced first-order transitions (FOTs), the equilibrium phase-transition line is hidden by the hysteresis region associated with the FOT; thus, it cannot be directly determined from measurements of resistivity, magnetization, etc. Here, we demonstrate a thermodynamics-based method for determining the hidden equilibrium FOT line. This method is verified for the FOT between antiferromagnetic and ferrimagnetic states in magneto-electric compounds (Fe$_{0.95}$Zn$_{0.05}$)$_{2}$Mo$_{3}$O$_{8}$. The equilibrium FOT line determined based on the Clausius-Clapeyron equation exhibits a reasonable profile in terms of the third law of thermodynamics, and it shows marked differences from the midpoints of the hysteresis region. Our findings highlight that care should be taken for referring to the hysteresis midpoint line when discussing field-induced latent heat or magnetocaloric effects.Comment: 22 pages, 7 figure

Transarterielle Chemoembolisation als Selektionsmarker für Patienten mit HCC vor LTX unter retrospektiver Zuhilfenahme histologischer Ergebnisse [meeting abstract]

Einleitung: Für die meisten Patienten mit HCC ist die LTX die einzige kurative Behandlungsoption. Bei diesen Patienten scheint eine Kontrolle der Erkrankung durch lokale Verfahren im Intervall bis zur LTX zu erreichen zu sein. Als das beste Verfahren gilt die transarterielle Chemoembolisation (TACE). Die Effektivität ist jedoch umstritten. Möglicherweise kann sie aber Patienten startifizieren, die ein hohes Rezidivrisiko haben. Material und Methoden: Im Zeitraum zwischen 1995 und 2005 wurden n=27 Patienten mit HCC im Alter zwischen 22 und 69 Jahren transplantiert. Hiervon erhielten n=15 Patienten eine Vorbehandlung in Form einer alleinigen TACE oder kombiniert mit PEI [n=1] bzw. LITT [n=1]. Retrospektiv wurde das Gesamtüberleben sowie das „Event-free-survival“ (Rezidiv, Reinfektion und Tod) analysiert. Ergebnisse: Die mittlere Wartezeit betrug bei Patienten in der TACE-Gruppe 214 Tage, bei Patienten ohne Vorbehandlung 133 Tage. Bei einem mittleren Nachbeobachtungszeitraum von 1097 ± 1193 Tagen für TACE-Patienten und 1674 ± 966 Tagen für non-TACE-Patienten betrug das Überleben für Patienten, die mit TACE vorbehandelt wurden 83,3%, für Patienten, die keine TACE erhielten 86.7% (p=0,5693). Gleiches fand sich für das Event-free-survival (p=0,8823). Das Gesamtüberleben der Patienten, die auf der Warteliste einen Tumorprogress hatten lag bei 77%, während Patienten mit stabiler Tumorgröße oder Regredienz der Tumore ein Überleben von 93% aufwiesen (p=0,0153). Unter TACE-Behandlung zeigten 5/15 Patienten eine zunehmende Anzahl an Herden im histologischen Präparat verglichen mit der Ausgangsbildgebung. Nur bei einem Patienten zeigte sich der Progress der Erkrankung bereits in der präoperativen Bildgebung. Patienten mit einem Progress der Erkrankung hatten ein Gesamtüberleben von 60%, während Patienten mit „stable disease“ oder Rückgang der Herde ein Gesamtüberleben von 100% hatten (p=0,0180). Schlussfolgerung: Unseren Ergebnisse zufolge ist der Effekt der TACE als Bridgingverfahren auf das Überleben der Patienten fraglich. Allerdings scheint die TACE zur Riskostratifizierung geeignet zu sein. In unserem Patientenkollektiv hatten Patienten, die eine Progredienz der Erkrankung auf der Warteliste zeigten ein signifikant schlechteres Gesamtüberleben. Dies gilt auch bei ausschließlicher Betrachtung der Patienten mit TACE

Magnetoelectric effect and magnetic phase diagram of a polar ferrimagnet CaBaFe4O7

The magnetic phase diagram of a polar ferrimagnet CaBaFe4O7 with a magnetic easy axis has been investigated by measurements of magnetization, specific heat, and magnetoelectricity. A ferrimagnetic transition takes place at TC1=275 K within the orthorhombic phase followed by a second magnetic transition at TC2=211 K. Below TC2, successive metamagnetic transitions occur for magnetic fields applied perpendicular to the easy axis, implying a sequential emergence of magnetic states which are neither collinear nor coplanar. The observation of the static magnetoelectric effect was limited to temperatures below 120 K due to the conducting nature of the crystals at higher temperatures. The magnitude of the ferroelectric polarization shows large changes between the different field-induced magnetic phases. The low-field state is characterized by a large linear magnetoelectric coefficient of αcc=39 ps/m, while a gigantic polarization change of ΔP=850μC/m2 is observed for μoH=14 T applied along the easy axis