Untersuchungen zum Einfluss von Kationensubstitutionen auf strukturelle und magnetische Eigenschaften von Hexaferrit-Einkristallen des M-Strukturtyps

Abstract

Die strukturellen und magnetischen Eigenschaften von M-Hexaferriten mit verschiedenen Kationenstöchiometrien wurden untersucht. Die Charakterisierungen erfolgten, sofern möglich, an Einkristallen der entsprechenden Verbindungen, welche aus Flux-Synthesen gewonnen wurden. Zur Strukturcharakterisierung wurde Röntgenbeugung an Pulvern und Einkristallen eingesetzt, die magnetische Charakterisierung erfolgte mittels umfangreicher Magnetisierungsmessungen in statischen (DC-) und alternierenden (AC-) Feldern. Die magnetische Anisotropie im System Ba1-xSrxFe12O19 wurde basierend auf feld- und richtungsabhängigen Messungen quantifiziert. Auch gelang erstmals eine Beschreibung Spin-Glas-ähnlicher sowie nicht kollinearer Magnetisierungszustände in scandium- und titansubstituierten Hexaferriten des M-Strukturtyps mit Hilfe von richtungsabhängigen AC-Messungen an orientierten Einkristallen. Auch die Kopplung von AC- mit DC-Feldern wird erörtert.

Structural and magnetic properties of M-hexaferrites with different cation stoichiometries have been investigated. If possible, all measurements were performed using single crystals that were grown by flux synthesis. Structural characterization was carried out via X-ray diffraction on powders and single crystals, respectively. Magnetic properties were studied using several magnetization measurements in alternating (AC-) and static (DC-) fields. The description and quantification of the magnetic anisotropy in the Ba1-xSrxFe12O19 system was achieved by the analysis of field dependent measurements. It was possible for the first time to investigate spin-glass-like and non-collinear magnetic structures in M-hexaferrites containing scandium and titanium via directional AC-measurements on single crystals. The implementation of coupled AC-DC-measurements is also discussed in detail.