Magnetische und thermodynamische Eigenschaften eisenbasierter Supraleiter

In der vorliegenden Arbeit werden Messungen der spezifischen Wärme und der magnetischen Suszeptibilität an Eisenpniktid–Supraleitern RFeAsO1-xFx (R = La, Ce, Pr, Sm, Gd), M(Fe1-xCox)2As2 (M = Ca, Ba) und AFeAs (A = Li, Na) zur Aufklärung der magnetischen und elektronischen Eigenschaften eingesetzt. Bis auf LiFeAs haben alle undotierten Substanzen einen orthorhombisch verzerrten und antiferromagnetischen Grundzustand. Die Untersuchung der Serien R = La und R = Sm sowie M = Ca zeigt durch Dotierung x zunächst eine leichte Verschiebung der beiden entsprechenden Phasenübergänge zu tieferen Temperaturen. Ab einer bestimmten Dotierung treten diese Phasenübergänge nicht mehr auf und ein supraleitender Grundzustand mit tetragonaler Kristallstuktur wird beobachtet. Während dieser Übergang in LaFeAsO1-xFx sehr abrupt auftritt, gibt es in Ca(Fe1-xCox)2As2 einen Koexistenzbereich beider Phasen. Darüber hinaus wird der Einfluss von 4f–Ionen untersucht, z.B. werden für R = Sm und R = Pr je ein mögliches Energieniveau–Schema der 4f–Zustände im Kristallfeld ermittelt. Ein zentrales Ergebnis dieser Arbeit ist die Entdeckung eines universellen Verhaltens der Hochtemperatur–Suszeptibilität. Alle untersuchten Eisenpniktide zeigen, sofern nicht vom Seltenerd–Moment überdeckt, in der paramagnetischen Phase eine annähernd lineare Temperaturabhängigkeit der Suszeptibilität mit demselben Anstieg, unabhängig von Dotierung, Grundzustand und Systemklasse. Darüber hinaus ist der Wert der Suszeptibilität bei Raumtemperatur, der ebenfalls dotierungsunabhängig ist, direkt mit dem As–Fe–As–Bindungswinkel verknüpft