Modulationskalorimetrie und magnetooptische Untersuchungen am magnetischen Phasenübergang von flüssigem Co₈₀Pd₂₀

Abstract

Ende des letzten Jahrhunderts konnte mit Hilfe der elektromagnetischen Levitation mit Co₈₀Pd₂₀ zum ersten Mal eine Flüssigkeit in die Nähe des ferromagnetischen Phasenübergangs gebracht werden. Albrecht et al. gelang es dann 1997 die Ausbildung der magnetischen Ordnung in einer unterkühlten Co₈₀Pd₂₀-Schmelze nachzuweisen [Alb97]. <br /> Durch eine neue Probenstabilisierung ist der Messbereich um ein bedeutendes Intervall erweitert worden. So sind längere Messzeiten bzw. tiefere Unterkühlungen in der Nähe des Curie-Punktes möglich.<br /> Mit Hilfe einer erweiterten Modulationskalorimetrie ist sowohl die spezifische Wärmekapazität c_P als auch die Kopplungskonstante κ_kopp zwischen Probe und dem Wechselfeld der Levitationsspule temperaturabhängig bestimmt worden. Dabei ergaben sich für fixierte feste Proben scharfe Maxima der Wärmekapazität am Curiepunkt. Auch der Temperaturverlauf von κ_kopp konnte deutlich auf die magnetische Suszeptibilität zurückgeführt werden. Für die flüssigen und somit frei schwebenden Proben stellte sich die Modulationskalorimetrie in dem vorhandenen Aufbau als unzureichend heraus.<br /> Anders als in einem Festkörper ist nach Berechnungen von S. Dietrich und B. Groh in einem Tropfen eine vortexförmige Domänenstruktur der ferromagnetischen Ordnung zu erwarten. Zur Untersuchung dieser Struktur wurde eine Messvorrichtung für den magnetooptischen Kerr-Effekt aufgebaut. Mit ihr ist es möglich, die Drehung von polarisiertem Licht an der magnetisierten Oberfläche der flüssigen Co₈₀Pd₂₀-Proben zu bestimmen. Auf diese Weise kann man Rückschlüsse auf die sich bildende magnetische Struktur ziehen.<br /> Es konnte im paramagnetischen Bereich sowohl eine Abhängigkeit vom angelegten Magnetfeld als auch eine deutlich Temperaturabhängigkeit des Kerr-Winkels festgestellt werden. Diese spiegelt gut den Verlauf der Suszeptibilität im gleichen Temperaturbereich wieder. In der Nähe der Curie-Temperatur wurden so Dreh-Winkel von bis zu 0,08° gemessen.