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Quantenoszillationsexperimente an quasi-zweidimensionalen organischen Metallen: (BEDT-TTF)4[Ni(dto)2] und k-(BEDT-TTF)2I3
(2002) Schiller, Martin; Schweitzer, Dieter (Dr.)
Inhalt dieser Arbeit sind de Haas-van Alphen- (dHvA) und Shubnikow-de Haas- (SdH) Messungen an organische Radikalkationensalze auf der Basis des Donors Bis(ethylendithiolo)tetrathiofulvalen (BEDT-TTF). Diese Substanzen besitzen häufig ein niederdimensionales Elektronensystem (ES), was sich in der Form der Fermifläche abzeichnet. DHvA und SdH-Experimente gekoppelt mit der Lifshitz-Kosevich-Theorie (LK-Theorie) bilden ein Standardverfahren zur Charakterisierung der Fermiflächen von Festkörpern. Mit (BEDT-TTF)4[Ni(dto)2] wurde eine erstmals synthetisierte Substanz untersucht. Richtungsabhängige Messungen des spezifischen Widerstandes zeigen, daß hier ein organisches Metall mit stark anisotropen Elektronentransport vorliegt. Die aus den Messungen ermittelte Fermifläche stimmt gut mit der berechneten überein. Ebenfalls sehr gut lassen sich die Messungen mit Hilfe der LK-Theorie beschreiben, was bei dieser Substanzklasse nicht selbstverständlich ist. BEDT-TTF-Salze mit stark 2-dimensionalen ES weichen häufig deutlich von der LK-Theorie ab. Bei k-(BEDT-TTF)2I3, das ein annähernd ideales 2-dimensionales ES besitzt, weichen die Ergebnisse aus SdH-Messungen unter gewissen Bedingungen drastisch von der LK-Theorie ab. Bei einer Magnetfeldorientierung senkrecht zur (b,c)-Ebene des Kristalls (Theta = 0°) zeigen sich bei hohen Magnetfeldern und tiefen Temperaturen Dämpfungen der Oszillationsamplituden, wie sie nach der LK-Theorie nicht zu verstehen sind. Es konnte nun gezeigt werden, dass diese Dämpfungen nur in SdH- nicht aber in dHvA-Experimenten auftreten. Dies wird zurückgeführt auf das mögliche Auftreten von Lokalisierungseffekten beim Elektronentransport. Unter der Annahme, dass ein äußerer Druck die starke 2-Dimensionalität des Systems zerstören kann wurde untersucht, ob unter Druck die Dämpfungseffekte in den SdH-Messungen bei Theta = 0° verschwinden. Damit sollte umgekehrt gezeigt werden, dass diese Dämpfungseffekte eine direkte Folge der hohen 2-Dimensionalität sind.