缺氧条件下准一维自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ的磁化率特性研究

在空气环境中采用固相反应方法制备出三种A位Ca掺杂自旋梯状结构化合物(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ样品(x=0,0.25,0.43)能量损失谱(EDS)分析表明,该体系ca掺杂样品均严重缺氧(分别对应的缺氧含量δ=7.64,6.99,6.67).X射线衍射(XRD)结果显示,所有样品均为单相,并且晶格常数a,b,c的值随着缺氧含量δ的增加而增大.1T直流磁场下的磁化率.温度曲线及其拟合结果表明,对无Ca掺杂样品Sr14Cu24O41-δ(δ=7.64),氧含量减少导致自旋链上空穴数的减少.自旋链上自由自旋的Cu离子数目增大,而参与二聚化的Cu离子数目略有减小;而对Ca掺杂样品(Sr1-xCax)14Cu24O41-δ,随着ca含量的增加,样品中氧缺失量降低,但Ca掺杂引起空穴减少的程度更强.     

自旋梯状化合物Sr14(Cu1-yFey)24O41的拉曼散射谱研究

利用常规的固相合成法制备了三种Sr₁₄(Cu_1-yFe_y)₂₄O₄₁(y=0,0.03,0.05)多晶样品,其中y=0.03是单纯Fe³⁺掺杂,y=0.05是Fe³⁺和Fe²⁺混合掺杂.在100—1500cm^-1频移范围内测量了这三种样品的偏 关键词： 拉曼散射 电输运性质 自旋梯状化合物     

Zn掺杂对1/2 S自旋梯状结构化合物Sr14Cu24O41磁性质的影响

利用固相反应法制备了Sr14Cu24O41和Sr14(Cu0.99Zn0.01)24O41的样品,X-ray衍射分析显示,样品呈较纯的单相,样品的晶格常数掺杂前后并无明显变化.测量了S=0的非磁性元素Zn部分替代S=1/2的B位Cu离子后体系低温磁性质的变化.曲线整体拟合结果表明掺Zn使得体系中居里外斯部分的贡献减少,并且由Zn引入的局域磁矩通过近邻的自旋单态与次近邻的Cu2 进行超交换相互作用形成二聚体,使系统内二聚体的个数增加并且二聚体的耦合能减小.     

自旋梯状化合物Sr14Cu24O41+δ的Raman散射谱的研究

利用常规的固相反应法制备了单相多晶样品Sr₁₄Cu₂₄O_41+δ,并在不同的温度下进行退火,改变样品中的氧含量.能量色散谱(EDS)显示样品中的氧含量随退火温度的增加而减少.磁化率温度特性的研究显示,600 ℃下退火的样品中的二聚体数最多.Raman光谱的研究显示,伴随着样品中氧含量的偏离,由无序或低能磁激发诱导的一些Raman振动模出现规律性的变化.进一步的分析证实这种Raman光谱的变化行为与晶体结构中由于氧含量的不同     

Fe掺杂对自旋梯状化合物Sr14(Cu1－yFey)24O41的结构和电输运性质的影响

采用常规的固相合成法分别制备了Fe³⁺掺杂和2/3Fe³⁺+1/3Fe²⁺混合Fe离子掺杂的两组Sr₁₄(Cu_1-yFe_y)₂₄O₄₁系列样品.X射线衍射分析显示，当Fe³⁺离子的掺杂量y≤0.03以及2/3Fe³⁺+1/3Fe²⁺混合Fe离子掺杂量y≤0.02时，样 关键词： 强关联电子系统 自旋梯状结构化合物 晶体结构 电输运性质     

自旋梯状化合物Sr14(Cu1-y Fey)24O41的拉曼散射谱研究

利用常规的固相合成法制备了三种Sr14(Cu1-y-Fey)24O41(y=.,0.03,0.05)多晶样品,其中y=0.03是单纯Fe3 掺杂,y=0.05是Fe3 和Fe2 混合掺杂.在100-1500 cm-1频移范围内测量了这三种样品的偏振拉曼光谱.首先,通过与同类结构化合物的谱线比较,确定了在由两个子品格组成的简单Fmmm结构样品中,拉曼光谱的测量存在(4Ag 4B1g 3B2gB3G)模式.其次,实验观察到这三种样品都在1170 cm-1附近出现一弱峰,解释为非拉曼散射的红外活性的纵光学声子模,其中峰强的变化反映了空穴在自旋链与自旋梯之间的重新分布.导电性较强的y=0.03样品在1170 Cm-1附近的散射峰强度十分微弱,原因是CuO2自旋链上的空穴转移到了Cu2O3自旋梯上.     

准一维梯状结构化合物Sr14-xCaxCu24O41磁化率随外磁场的变化性质

采用常规的固相反应方法制备了Sr14-xCaxCu24O41系列样品(x=0.0,3.5,6.0,8.4).X-ray衍射结果显示,所有样品均为单相,并且随着掺杂离子含量的增加,样品的晶格常数a,b,c的值均逐渐减小.在10 K～200 K温度范围内测量了不同磁场强度(H=1 T,3 T,5 T)Ca掺杂样品(x=0,3.5,6,8.4)的磁化率温度曲线.磁化率测量结果表明,磁场的增强导致居里-外斯贡献降低,并且导致自旋能隙变小.进一步拟合结果表明,参与磁化率贡献的自旋数目随Ca掺杂浓度的变化不明显,而随磁场强度的增大而减小.     

磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr_(14)(Cu_(0.97)M_(0.03))_(24)O_(41)(M=Zn,Ni,Co)的结构和电输运性质

利用固相反应法制备了Sr14Cu24O41及其系列B位掺杂Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn,Ni,Co)的样品.X射线衍射分析显示,所有样品均为纯相,晶格常数a与c没有明显的变化;Zn掺杂样品晶格常数b没有明显变化,而Ni,Co掺杂样品晶格常数b分别稍有增加.选区电子衍射研究揭示:磁性元素Ni,Co及非磁性元素Zn掺杂,可能主要替代了Sr14Cu24O41结构中自旋链上的Cu原子,从而影响了自旋链上的dimer排列,破坏电荷有序超结构.电输运测量显示:Zn2+,Ni2+,Co3+离子掺杂样品的电阻率降低,但仍体现半导体行为,所有的掺杂样品都存在一个渡越温度Tρ,当TTρ时,其导电机理是以单空穴热激发导电占主要地位,在TTρ时,配对的局域化空穴的一维变程跳跃导电占主要优势;在相同的掺杂量下,非磁性元素Zn掺杂对电阻率值的影响大于磁性元素Ni,Co掺杂的影响,而磁性元素Ni,Co掺杂对渡越温度Tρ的影响大于非磁性元素Zn掺杂的影响.