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准一维自旋系统Ca3（Co,T）2O6（T=Fe,Mn）的制备、结构及磁性

作　者: 夏念明
导　师: 欧阳钟文
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 准一维自旋链 短程FM相关 溶胶凝胶法
分类号: O488
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
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内容摘要


近年来,准一维自旋系统Ca3（Co,T）2O6 （T=Co,Rh等）的研究一直备受关注。一方面是因为这类材料呈现出热电、磁电容、铁电等效应,具有潜在的应用背景。另一方面是因为这类材料表现出丰富、奇妙的磁性行为,被认为是研究一维强关联系统的模型材料之一。本文对Fe、Mn掺杂样品进行了针对性研究,具体研究内容及结论如下:第一章主要介绍了准一维化合物的研究现状及本课题的立论依据和研究意义。第二章简单介绍了一些常用的氧化物制备方法及其优缺点,多晶X射线粉末衍射原理与数据收集方法和常用的磁性测量方法。第三章研究了Fe掺杂样品Ca3Co2-xFexO6的晶体结构和磁性质。我们针对不同掺杂组分的样品进行了研究,室温X射线衍射（XRD）数据显示,Fe在Ca3Co2O6母相中的掺杂极限为x=0.7。当Fe含量大于0.7时,晶体结构逐渐从斜方六面体（R-3c）结构转变为三斜（P-1）结构。磁性测量表明,对于斜方六面体结构的样品,磁化率倒数遵循居里外斯定律,M（H）曲线存在一个明显的亚铁磁（FIM）态,它随温度升高或Fe含量的增加逐渐变弱。三斜样品的磁性与之不同。x=1.1的样品磁化曲线阐述了低温反铁磁（AFM）态的存在。磁化率倒数曲线不遵循居里外斯定律,暗示化合物有序化温度可能高于300 K,或者顺磁基质中存在短程铁磁（FM）相关效应。第四章研究了Ca3CoMnO6样品的结构和磁性。XRD实验表明该化合物为斜方六面体结构。磁性测量表明,在该化合物的顺磁态存在不寻常的短程FM相关效应,这一现象可根据类Griffiths相来理解。其主要特点是:（1）小的Co/Mn原子计量不匹配可导致短程FM相关显著抑制。（2）这些FM相关在TG=125 K开始发展,该特征温度远高于磁有序温度TN=13 K。（3）在磁场超过2 T时,短程FM相关仍然存在,这与一般情况非常不同。通常,类Griffiths相往往在磁场达到几千高斯时就被抑制了。

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 介观物理
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