Регулярный семинар аспирантов и молодых ученых КФТИ Вторник 15.00

Регулярный семинар
аспирантов и молодых
ученых КФТИ
Вторник 15.00
1.Цели и задачи
2.Структура докладов
3.Пожелания к презентациям
4.Обязательная информация при
подготовке к докладу
5.Слушатели
1.Цели и задачи
1.Научиться выступать с докладами и
делать презентации
2.Получить информацию о проблемах,
объектах и методах
3.«Обкатать» выступления на
конференциях, защитах и т.п.
4.Учебные лекции сотрудников
института и гостей
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Leibniz Institute
for Solid State and
materials research
Dresden
Electron Spin Resonance in
Vanadium Oxide Nanotubes
(VOx-NT)
Yulieth Cristina Arango, IFW-Dresden
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Outline
● Motivation
● Why VOx-NTs are interesting?
● Introduction
● Morphology and structure of VOx-NT
● Basic principles on ESR
● Experimental data and discussion
● VOx-NTs – Temperature dependence in ESR and
comparison with magnetization data
● Influence of Lithium doping - ESR measurements
● Conclusions & Outlook
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы,
мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Why VOx-NT becomes interesting
Nanoscale magnetic materials novel aspects in magnetic
structure and dynamic on the nanometer scale
Mixed valence
Nanoscale materials
based on
transition-metal (TM) oxide lowD structural units
Strong electronic correlations
in the spin and charge sectors
VOx-NT and its character of
mixed valence vanadium oxide
coexistence of two valence
states
V4+
3d1
and
Configurations of a
partially
filled d-shell
V5+
3d0
ferromagnetism by doping
with either electrons or holes
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой
системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Synthesis & Morphology
TEM
Hydrothermal procedure
Multiwall NT
+
scroll
TEM image of VOx-NT
VOx-layer
Outer diameter:
Range from 50 to 100 nm
Organic molecules
Dodecylamine, C12H25NH2
Inner diameters:
Between 20 and 30 nm
Structure
side view
O
V
V
Electron diffraction pattern
Two dimensional
quasi-tetragonal cell
Similar structure in
BaV7O16 x nH2O
O
Distorted
octahedron
tetrahedron
V7O16 layer
edge-sharing VO-Octahedra coupled
in zig- zag chains
isolated VO-Tetrahedra
Vanadium valence
VO2
V 2p
V4+
Binding energy in-between
V2O5
Increase in the
number of the
3d electrons
V5+
V4.4+
mixed valency
downshift the
binding energy
Expected:
Core level photoemission(XPS) data
from the V 2p levels of VOx-NT
Found:
(Magnetization and
60% V4+ [3d1] , magnetic (S = ½)
40% V5+ [3d0] , non-magnetic (S = 0)
NMR measurements)
14% free spins
Tetrahedral coordination
+ 28% spins coupled in dimers
+ 18% spins coupled in trimers
Octahedral coordination
}
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Electron Spin Resonance ESR
Energy
1
 g B B
2
RF-induced
transition
Absorption: P
h
B0
1
 g B B
2
dP/dH
H0
Increasing magnetic field B
Electron magnetic
moment
e   g BS
Spin angular momentum
1
S z  ms  , ms  
2
Zeeman Energy: Describes
the Interaction
between
the spin and the field.
The energy separation
the two spin states:
of
1
U     B   g B B
2
Hres:
Linewidth:
Area:
g-factor
Spin-spin
interaction
Spin
susceptibility
Effective magnetic field experienced by each electron
H  H 0  Lˆ.Sˆ  H cf  H Z  AIˆ.Sˆ
Electron-electron
interaction
Spin-orbit
coupling
Crystal field
V4+ in cubic symmetry
free Vanadium
Zeeman
interaction
Hiperfine
Coupling
V4+ in tetragonal symmetry
[3d1], S=1/2
V: [Ar] 3d3 4s2
O
O
3d Energy
V
V
V
b1t
a1t
eg
x2-y2
3z2-r2
x2-y2
3z2-r2
2L+1 = 5
b2t
xy
t2g
xy
xz
yz
et
xz
yz
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
ESR Signal from VOx-Nanotubes
10
Line 1:
Experiment
g = 2.00
T=300 K
free spins
Total Fit
1
dP/dH (a.u.)
5
g
X-band ESR
  9.52 GHz
Field = 0 G to 9000 G
Two Lorentzian lines
2
0
-5
Two nonequivalent
magnetic
V4+ (S = 1/2) sites
g
Line 2:
1
g = 1.97
2
trimers
-10
dimers at high temp.
2000
3000
Field (G)
4000
5000
Line 1: Individual V spins in
tetrahedral positions
Line
2:
spin
trimers
and
thermally excite spin dimers in
distorted octahedral positions
Inv.Area(norm. RT) - (a.u)
Quasi-free spins
in V(3)-sites
2.8
quasi-free spins
2.4
14 %
(broad line)
2.0
1.6
dimers
trimers
1.2
Dimers in the chains
High
temperature
28 %
(narrow line)
0.8
Trimers in the chains
ESR
0.4
0.0
0
50
100
150
18 %
Magnetization
 = 4.4 K
200
Temperature (K)
250

300
800
Narrow line
700
Broad line
Broad line
600
2.04
500
quasi-free spins
quasi-free spins
400
g-factor
Linewidth (G)
Narrow line
2.06
trimers
300
trimers
2.02
2.00
200
dimers
1.98
100
dimers
1.96
0
0
50
100
150
200
Temperature (K)
250
300
0
50
100
150
200
Temperature (K)
250
300
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы, благодарности,
список соавторов
Conclusions
Undoped VOx-NTs:
Different spin species identified by ESR
- Individual spins
Equal amount
- Trimers
}
- Dimers
Thermally activated above 100 K
Good agreement with Magnetization measurements and NMR
Li-doped VOx-NTs:
Focus on the Ferromagnetic sample Li = 0.1
- Individual spins and trimers present
- Dimers do not survive
- Additional narrow line
Ferromagnetic resonance ??
2.Структура докладов
1.Заголовок, автор
2.План
3.Краткий обзор проблемы, мотивация
4.Описание исследуемой системы.
5.Используемый метод
6.Полученные результаты
7.Выводы
8.Заключение, планы,
благодарности, список
соавторов
Outlook
- Determine Li position (X-rays)
- Spin dynamics vs. Lithium concentration by ESR
- Confront ferromagnetism
- ESR on newly prepared samples
- High field ESR (Good spectral resolution)
and NMR
Acknowledgements
B. Büchner, V. Kataev
Christian, Ferenc, Uwe and Mohammed from
the ESR group
Christine Täschner, Andreia Ioana
Rüdiger Klingeler, Ingo Hellmann,
Vavilova
Popa,
Jenia
Financial support by the Alban Office
3.Пожелания к презентациям
1.Больше наглядной информации
2.Выделяйте главное
3.Не увлекайтесь подробностями и
деталями, малопонятными
неспециалисту.
4.Объясняйте «то, что всем известно»
На Вашем докладе Вы –
лектор, мы – студенты,
расскажите так, чтоб
было понятно студенту.
ESR Signal from VOx-Nanotubes
10
Experiment
dP/dH (a.u.)
T=300 K
Total Fit
5
0
-5
-10
2000
3000
Field (G)
4000
5000
ESR Signal from VOx-Nanotubes
10
Experiment
dP/dH (a.u.)
T=300 K
Total Fit
5
X-band ESR
  9.52 GHz
Field = 0 G to 9000 G
Two Lorentzian lines
0
Two nonequivalent
magnetic
V4+ (S = 1/2) sites
-5
-10
2000
3000
Field (G)
4000
Line 1: g=2.0 Individual V spins
in tetrahedral positions
Line 2: g=1.97 spin trimers and
thermally excite spin dimers in
distorted octahedral positions
5000
ESR Signal from VOx-Nanotubes
10
Line 1:
Experiment
g = 2.00
T=300 K
free spins
Total Fit
1
dP/dH (a.u.)
5
g
X-band ESR
  9.52 GHz
Field = 0 G to 9000 G
Two Lorentzian lines
2
0
-5
Two nonequivalent
magnetic
V4+ (S = 1/2) sites
g
Line 2:
1
g = 1.97
2
trimers
-10
dimers at high temp.
2000
3000
Field (G)
4000
5000
Line 1: Individual V spins in
tetrahedral positions
Line
2:
spin
trimers
and
thermally excite spin dimers in
distorted octahedral positions
4.Обязательная информация при
подготовке к докладу
Не позже, чем за неделю до семинара:
1.Название доклада
2.Лаборатория, отдел, группа
3.Фамилия, координаты руководителя
4.Кандидаты в зрители 
5. Краткое CV
pishi_jenia@rambler.ru
petrushkin@inbox.ru
sufia@mail.ru
5.Слушатели
1.Во время доклада – только
технические вопросы.
2.После доклада – максимум вопросов!
Вы здесь, чтоб узнать новое!
3.После вопросов и ответов –
замечания, мнения и пожелания по
поводу представления доклада.
5.Слушатели
30-45 минут!!!
Спасибо за внимание!
До встречи 07.10 в 15:30