Valence change of europium in a tetragonal 122-type compound

Abstract

This thesis focuses on the valence transition of Eu in the intermetallic ferromagnetic compound EuRu2Ge2. This rare property, often induced by pressure, magnetic field or temperature, is tightly connected to the 4f shell electrons which directly influence the presence of magnetic moments in EuRu2Ge2. The loss of magnetic moments of Eu atoms is observed as a consequence of the transition from the Eu2+ to the Eu3+ valence state of Eu in EuRu2Ge2. This thesis presents experimental proof of the pressure induced valence transition obtained via the X-Ray absorption spectroscopy making EuRu2Ge2 the first known ferromagnetic Eu-based compound to exhibit this behavior. Moreover, the influence of the magnetic transition to the nonmagnetic Eu3+ state on the compressibility of EuRu2Ge2 is studied in this thesis by the analysis of the pressure dependence of the unit-cell volume. A nonmagnetic analogue LaRu2Ge2 is characterized and compared to EuRu2Ge2 to deepen the understanding of the effects of the 4f shell electrons.

Predmetom štúdia tejto práce je valenčná zmena Eu vo feromagetnickom interme- taliku EuRu2Ge2. Táto vzácna vlastnosť látky, častokrát indukovaná tlakom, magnetic- kým poľom alebo teplotou, je úzko prepojená s 4f elektrónmi, ktoré priamo ovplyvňujú prítomnosť magnetických momentov v EuRu2Ge2. Strata magnetických momentov ató- mov Eu je pozorovaná ako dôsledok valenčného prechodu z Eu2+ stavu do Eu3+ stavu Eu v EuRu2Ge2. Táto práca poskytuje experimentálny dôkaz tlakom indukovanej va- lenčnej zmeny dosiahnutý pomocou röntgenovej absorpčnej spektroskopie. EuRu2Ge2 sa tým stáva prvou známou feromagnetickou zlúčeninou na základe Eu vykazujúcou charak- ter valenčnej zmeny. Vplyv magnetického prechodu do nemagnetického Eu3+ stavu na kompresibilitu EuRu2Ge2 je v tejto práci študovaný pomocou analýzy závislosti objemu elementárnej bunky na tlaku. Nemagnetický analóg LaRu2Ge2 je charakterizovaný a po- rovnaný s EuRu2Ge2, čím poskytuje hlbšie pochopenie efektov vyvolaných 4f elektrónmi.