7. Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurden ternäre intermetallische Verbindungen auf der Basis der Seltenen Erden Cer, Ytterbium und Europium hergestellt und untersucht. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf der Charakterisierung ungewöhnlicher magnetischer Grundzustände in den Ytterbium-Systemen. Insgesamt wurden neue Ergebnisse in den fünf Bereichen CeNi2Ge2, RENi2Sn, Yb­T­(Al/Ga), wobei T ein Übergangselement aus der Nickel-Spalte ist, Yb2T3(Al/Ga)9 mit T aus der Kobalt-Spalte und Europium-Verbindungen gewonnen.

Der Zusammenhang zwischen der exakten Stöchiometrie und der Probenqualität konnte für das System CeNi2Ge2 bestimmt werden. Dessen Kenntnis ist zur Herstellung sehr hochwertiger Proben nötig. Die besten Proben werden mit einem leichten Überschuß von 0,5 % an Cer und mit genau gleichen Anteilen Nickel und Germanium erzielt. Die so optimierten Proben sollen verwendet werden um zu klären, ob die in jüngster Zeit beobachteten Anomalien, Supraleitung bei tiefsten Temperaturen sowie ein nicht supraleitender Übergang bei hohem Druck, für dieses System intrinsisch sind. Auch ist die Natur dieses zweiten Übergangs noch zu klären.

In der Heusler-Verbindung YbNi2Sn konnte der Grundzustand des Kristallfeldes bislang noch nicht bestimmt werden. Dazu sind in Zukunft bessere Proben und Messungen zu tieferen Temperaturen nötig. Auch in YbNi2In bleibt die Bestimmung des Grundzustandes weiterhin interessant. Hier konnte keine Probe von brauchbarer Qualität hergestellt werden. Beide Verbindungen lassen sich vermutlich nur schwer in phasenreiner Form gewinnen, da sie ungetempert bereits eine große Anzahl an Fremdphasen besitzen und durch Temperung ganz zerstört werden. Die Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß sie die ersten auf Basis von Ytterbium mit einem Quartett als Grundzustand des Kristallfeldes wie in ErPd2Sn sein könnten. Die Heusler-Verbindungen LuNi2Sn und ScNi2Sn weisen im Gegensatz zu UNi2Sn keinen strukturellen Phasenübergang zu einer niedrigeren Symmetrie auf.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Untersuchung von Systemen des Typs Yb­(Ni/Pd/Pt)­(Al/Ga). Für YbNiAl und YbPtAl liegen jetzt Ergebnisse zur Struktur der antiferromagnetisch geordneten Phasen vor. Diese wird aufgrund der Kristallgeometrie in beiden Systemen durch frustrierte Momente bestimmt. Die magnetische Einheitszelle ist inkommensurabel. Es wurde ein zweiter Versuch der Einkristallzucht im System YbNiAl nach dem Bridgman-Verfahren durchgeführt. Aufgrund der gemachten Erfahrungen sind erfolgversprechende Zuchtversuche an diesem System in der Zukunft möglich. Die Existenz von Schweren Fermionen in Yb2Ni2Al konnte durch eine Messung der Thermokraft an einer neuen Probe bestätigt werden, entsprechende Verbindungen mit Palladium oder Platin existieren allerdings nicht, ebensowenig wie die 1­1­3-Verbindungen mit Pd und Pt. Es konnte eine hochwertige Probe der Zusammensetzung YbNiGa hergestellt werden. Durch eine Messung der spezifischen Wärme wurde der antiferromagnetische Phasenübergang bei 1,7 K bestätigt. Die neuen Verbindungen Yb(Ni/Pd/Pt)Ga2 ordnen bei tiefen Temperaturen antiferromagnetisch bzw. ferromagnetisch im Fall von YbPtGa2. Es ist allerdings nicht gelungen, Proben mit einem akzeptablen Fremdphasengehalt herzustellen. Aufgrund der Ergebnisse in den untersuchten Systemen lassen sich die Phasendiagramme der Aluminium-Systeme ohne Modifikationen auf die Gallium-Systeme übertragen. Nur bei den galliumreichen Systemen, die bislang nicht untersucht worden sind, sind nennenswerte Abweichungen von entsprechenden Aluminium-Verbindungen möglich. Diese Frage muß in Zukunft noch geklärt werden.

Von den neuen Yb2(Rh/Ir)3(Al/Ga)9-Systemen sind beide Aluminium-Verbindungen als antiferromagnetisch ordnende Schwere-Fermionen-Systeme einzuordnen. Die Übergangstemperatur beträgt 5,4 K bei Yb2Ir3Al9 und 3,5 K bei Yb2Rh3Al9. Beide Systeme zeigen einen ausgeprägten Kondo-Effekt im elektrischen Widerstand. Yb2Rh3Ga9 konnte nicht hergestellt werden, und Yb2Ir3Ga9 ist zwischenvalent. Zur Zeit werden die vier Phasendiagramme auf die Existenz weiterer Verbindungen untersucht. Erste Ergebnisse sind vielversprechend, da auf Anhieb weitere Schwere-Fermionen-Systeme (YbRhAl und YbRhGa) gefunden werden konnten.

Es wurden durch die Vervollständigung der apparativen Voraussetzungen und Erfahrungen aus ersten Versuchen die Weichen für eine systematische Untersuchung von Europium-Verbindungen gestellt. Aufgrund der aufwendigen Handhabung von reinem Europium sind bislang praktisch keine Anstrengungen auf diesem Gebiet unternommen worden. Es besteht allerdings wenig Aussicht darauf, daß das erste in unserem Labor hergestellte System EuCuAl existiert.

Kapitel 6.4