首页> 正文

钙钛矿型过渡族金属氧化物的物性研究

2020-12-11阅读(901)

钙钛矿型过渡族金属氧化物的物性研究

论文摘要

钙钛矿型过渡族金属氧化物是一种典型强关联体系材料,由于具有超导电性、庞磁电阻、反常霍尔效应、大的热电效应、多铁等奇异物理性质,因而被人们广泛的研究。钙钛矿型过渡族金属氧化物中电荷、轨道、自旋以及声子之间的相互作用使得体系呈现出许多有趣的物理现象,例如电荷有序、轨道序、自旋序、玻璃态、相分离、金属绝缘体转变、自旋态转变等。这些有趣物理现象同凝聚态物理的许多基本问题紧密相关,例如杂化理论,理解这些问题的微观机理的会对凝聚态物理的发展起到巨大的推动作用。本文中我们选取了不同dp杂化程度的钙钛矿型过渡金属氧化物材料为研究对象,用高压和掺杂手段调制杂化,进而研究材料的物理性质。首先我们简要的回顾了强关联电子体系以及各种电子间相互作用的理论和使用范围。综述了钙钛矿过渡金属氧化物材料的历史与发展;介绍了钙钛矿过渡金属氧化物材料的晶体结构,电子结构,氧位移偏移,输运性质,有序相和相分离等,并对这些结构和性质作了初步的理论解释。然后重点对钙钛矿过渡族金属Fe氧化物钻,Ru氧化物和Co氧化物物理性质作了详细的介绍。我们系统的研究了dp杂化程度较低的La0.5Ba0.5FeO3体系的电荷、自旋和晶格之间相互作用。发现体系的电磁性质与电荷歧化效应强烈关联,高压下体系的磁性结果表明低温下Fe3+发生了自旋态转变。这是由于压力使得晶场能提高,杂化变强造成的。我们设计和对比研究Sr1-xCaxRu1-xCrxO3和Sr1-xLaxRu1-xCrxO3两组体系的磁性和输运性质。我们找到了杂化强的SrRuO3（4d电子中唯一具有长程磁有序材料）体系中唯一的离子掺杂（Cr）使其磁有序升高的原因:体系中的Ru+5-O-Cr+3超交换铁磁相互作用。我们系统的研究了Ti掺杂La0.5Ba0.5Co1-xTixO3体系的磁效应。结果表明体系中两种Co离子自旋态没有发生变化,一直处于中自旋态。B位引入Ti离子,撑大了晶格,增加了Co-O键键长,削弱了双交换相互作用,降低铁磁温度。当铁磁相互作用降到某一阈值,体系中出现了反铁磁相互作用。低温下铁磁相互作用和反铁磁相互作用的竞争引入了再入自旋玻璃态。由此,我们建立了一个磁相图。我们系统的研究了多种离子掺杂钴氧化物La0.5Ba0.5Co0.9R0.1O3 （R= Zn, Cu,Ni, Ru, Ti, and Cr）的磁性。研究表明所有掺杂样品中两种Co离子都处于中自旋态。对于,Cu,Zn,Ni,Ti和Ru离子掺杂,体系的铁磁温度都降低了且呈现出复杂的磁性。不同掺杂带来不同的结果这与Co3+/Co4+,＜TB＞, f和掺杂离子的巡游性有关。值得注意的是B位掺杂唯有Cr离子使得TC上升。这是由于体系中存在Co-O-Cr相互作用,从而提高了磁有序温度。ESR实验证实了这一结论。可以推出铁磁交换相互作用来自Cr3+(t2g3eg0)-O-Co3+(t2g5e1g) andCr3+(t32geg0)-O-Co4+(t42geg1)。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 关联电子体系
  • 1.2 电子间交换作用
  • 1.2.1 直接交换作用
  • 1.2.2 超交换相互作用
  • 1.2.3 双交换相互作用
  • 1.2.4 RKKY 交换作用
  • 1.2.5 巡游电子交换作用
  • 1.3 本章小结
  • 参考文献
  • 第二章 钙钛矿过渡簇金属氧化物
  • 2.1 钙钛矿氧化物的发现与发展
  • 2.2 晶体结构
  • 2.2.1 容差因子
  • 2.2.2 维里定理
  • 2.3 电子结构
  • 2.3.1 价电子和4f 电子构型
  • 2.3.2 3d 电子构型
  • 2.4 氧离子偏移
  • 3 系列'>2.4.1 单价BO3系列
  • 3 系列'>2.4.2 混合价态BO3系列
  • 2.5 电输运行为
  • 2.6 有序相
  • 2.7 相分离
  • 2.8 钙钛矿铁氧化物物理性质
  • 2.8.1 晶体结构和电子构型
  • 2.8.2 电子-晶格相互作用
  • 2.8.3 钙钛矿铁氧化合物研究概况
  • 2.8.4 压力效应
  • 2.9 钙钛矿钌氧化物物理性质
  • 3 结构与物性'>2.9.1 SrRu03结构与物性
  • 3 A 和B 位掺杂效应'>2.9.2 SrRu03 A 和B 位掺杂效应
  • 1-xCrx03 体系研究'>2.9.3 SrRu1-xCrx03体系研究
  • 2.10 钙钛矿钴氧化物物理性质
  • 2.10.1 电子构型
  • 3 A 位空穴型掺杂以及半径效应'>2.10.2 LaCo03 A 位空穴型掺杂以及半径效应
  • 3 A 位电子型掺杂以及B 位掺杂效应'>2.10.3 LaCo03 A 位电子型掺杂以及B 位掺杂效应
  • 2.11 本章小结
  • 参考文献
  • 0.5Ba0.5Fe03 体系中强关联效应以及低温压力的相变研究'>第三章 La0.5Ba0.5Fe03体系中强关联效应以及低温压力的相变研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 样品制备和实验测量
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 3 体系TC 升高的研究'>第四章 Cr 掺杂SrRu03 体系TC 升高的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 样品制备与实验测量
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 0.5Ba0.5C01-xTix03 体系的磁效应研究'>第五章 La0.5Ba0.5C01-xTix03体系的磁效应研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 样品制备与实验测量
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.4 本章小结
  • 参考文献
  • 0.5Ba0.5C00.9M0.103 体系的磁效应研究'>第六章 La0.5Ba0.5C00.9M0.103体系的磁效应研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 样品制备与实验测量
  • 6.3 结果与讨论
  • 6.4 本章小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

    • 相关论文文献

    • [1].Fe_2O_3-FeO-MgO-O_2体系中二价金属氧化物形成的热力学分析[J]. 广东石油化工学院学报 2020(04)
    • [2].低维金属氧化物的物理化学性能分析[J]. 中学物理教学参考 2017(02)
    • [3].“烧糖成蛇”实验改进[J]. 中学化学教学参考 2017(04)
    • [4].金属有机框架及其衍生金属氧化物在锂和钠离子电池中的应用[J]. 新能源进展 2019(01)
    • [5].介孔金属氧化物中催化剂的合成方法探究[J]. 化工管理 2019(24)
    • [6].利用镁铝双金属氧化物去除S~(2-)的研究[J]. 应用化工 2015(03)
    • [7].含铋多元金属氧化物的研究现状[J]. 宁夏工程技术 2011(04)
    • [8].介孔金属氧化物的研究进展[J]. 材料导报 2010(07)
    • [9].双金属氧化物和复合材料的合成及其在超级电容器中的应用进展[J]. 无机材料学报 2017(05)
    • [10].钴基双金属氧化物的制备及其在电化学储能领域的应用[J]. 无机化学学报 2016(10)
    • [11].石墨烯与金属盐及金属氧化物复合的研究现状[J]. 安徽化工 2015(04)
    • [12].金属氧化物与酸反应的实验探究[J]. 化学教与学 2013(04)
    • [13].金属氧化物的三类生成途径[J]. 中学化学 2018(04)
    • [14].金属氧化物热还原反应实验条件的启示[J]. 中学化学 2014(09)
    • [15].一维金属氧化物的制备及其修饰[J]. 化学进展 2008(01)
    • [16].金属氧化物导电粉体的研究进展[J]. 中国陶瓷 2008(08)
    • [17].镁铝混合金属氧化物对纸浆中胶粘物的吸附[J]. 中华纸业 2010(10)
    • [18].多元介孔金属氧化物的研究进展[J]. 化工管理 2019(25)
    • [19].金属氧化物@金属有机骨架复合材料研究进展[J]. 应用化学 2018(04)
    • [20].美研发用钼金属氧化物催化体系转化CO_2[J]. 乙醛醋酸化工 2014(04)
    • [21].基于模板技术的介孔金属氧化物的生长机理及应用[J]. 化学进展 2010(Z1)
    • [22].射线荧光光谱法在金属氧化物材料成分分析中的应用[J]. 舰船科学技术 2019(16)
    • [23].解析“金属和金属氧化物”考点[J]. 初中生之友 2015(12)
    • [24].人工合成铁、铝矿物和镁铝双金属氧化物对土壤砷的钝化效应[J]. 环境科学学报 2013(07)
    • [25].液态金属可以合成二维金属氧化物[J]. 乙醛醋酸化工 2018(01)
    • [26].金属氧化物畴结构的静态及动态表征[J]. 电子显微学报 2018(05)
    • [27].贱金属氧化物不溶性阳极的研究进展[J]. 电镀与涂饰 2011(03)
    • [28].银金属氧化物电触头材料金相量化分析方法[J]. 低压电器 2011(11)
    • [29].铁锆双金属氧化物深度去除水体中锑的性能研究[J]. 环境科技 2015(05)
    • [30].晶态介孔金属氧化物的合成研究进展[J]. 山东化工 2010(06)

    标签：;  ;  ;  ;  

    钙钛矿型过渡族金属氧化物的物性研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5