Impurities and defects in magnetite
Project goals
Problem of the localization and delocalization of electrons lies in the heart of the solid state physics. Magnetite Fe3O4 is an ideal system to study it: above the Verwey temperature (TV approx.120 K) its crystal structure is cubic and the 3d electrons of iron in the octahedral sublattice are delocalized. Below TV conductivity drops, symmetry lowers and the electrons become localized. In the high purity Fe3O4 the transition at TV is first order and very narrow. Important problem that will be addressed in this project is what happens if the system contains controlled number of impurities or defects, in particular how they affect the electron localization. The principal tool we plan to use is the NMR of the 57Fe nuclei. Above TV the NMR spectra of stoichiometric compound consist of three lines, two originate from Fe in octahedral, remaining one from Fe in tetrahedral sites. Presence of defect induces a satellite structure in the NMR spectra. The number of satellite lines and their intensity
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 11 (SGA02008GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
202/08/0541
Alternative language
Project name in Czech
Nečistoty a defekty v magnetitu
Annotation in Czech
Lokalizace či delokalizace elektronů patří k základním problémům fyziky pevných látek. Ideálním systémem ke studiu lokalizace je magnetit Fe3O4: nad teplotou Verweyova přechodu (TV kolem120 K) je jeho krystalová struktura kubická a 3d elektrony železa zoktaedrické podmřížky jsou delokalizované. Pod TV vodivost skokem poklesne, symetrie se sníží a dojde k lokalizaci elektronů. Tento projekt se bude zabývat důležitou otázkou vlivu kontrolovaného počtu nečistot či defektů na lokalizaci elektronů v magnetitu. Základním experimentálním prostředkem bude NMR na jádrech 57Fe. Nad TV spektra NMR sestávají ze tří čar - dvě z nich odpovídají Fe v oktaedrické, zbývající čára Fe v tetraedrické podmřížce. Přítomnost defektů vede ve spektrech NMR k satelitní struktuře. Počet satelitních čar a jejich intenzita jsou kvalitativně závislé na stupni lokalizace elektronů. Dodatečná informace o velikosti spinového momentu může být získána teoretickou analýzou rozdílu mezi hyperjemným polem satelitní a hlavní čáry
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project contributed significantly to the understanding of electron structure an physical properties of magnetite and ferrites related to magnetite. Combination of experimental results with theoretical calculations allowed to find a model that explains magnetocrystalline anisotropy of magnetite. For the first time NMR was used to study switching of the orientation of monoclinic structure induc
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2008
Realization period - end
Dec 31, 2010
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 16, 2010
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP11-GA0-GA-U/03:3
Data delivery date
Feb 9, 2015
Finance
Total approved costs
2,957 thou. CZK
Public financial support
2,957 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 957 CZK thou.
Public support
2 957 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2008 - 31. 12. 2010