La-,2-MO-,4+δ-(M=Cu，Ni)摻雜體系低頻內(nèi)耗研究.pdf

1、自從以La2CuO4+δ為母體的超導(dǎo)體系發(fā)現(xiàn)以來，額外氧在K2NiF4結(jié)構(gòu)中的行為就受到了廣大科學(xué)家的關(guān)注。La2CuO4+δ體系在相分離溫度之下會發(fā)生相分離現(xiàn)象，分離為富氧相和貧氧相，其中富氧相具有金屬導(dǎo)電性，低溫下具有超導(dǎo)電性，貧氧相在奈爾溫度以下為反鐵磁有序。體系的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)受到額外氧的有序方式和性質(zhì)的影響，比如額外氧的有序無序分布、相分離或者團簇結(jié)構(gòu)以及價態(tài)等等。 LazNiO4+δ體系跟La2CuO4+δ結(jié)構(gòu)相同，

2、但是可以容納更多的額外氧，為研究額外氧的性質(zhì)提供了很好的一個參照體系。隨著額外氧的增多，La2NiO4+δ體系表現(xiàn)出了非常豐富的物理圖象，比如相分離現(xiàn)象、額外氧一維有序到三維有序的轉(zhuǎn)變、極化子有序現(xiàn)象、磁有序結(jié)構(gòu)公度到非公度轉(zhuǎn)變現(xiàn)象等等，這些現(xiàn)象同樣引起了各國科學(xué)家的廣泛的關(guān)注和研究。而與La2NiO4+δ同構(gòu)的Pr2NiO4+δ可以容納比La2NiO4+δ還要多的額外氧，正交-四方的相轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在700K附近溫區(qū)，也與額外氧大小有關(guān)，該

3、轉(zhuǎn)變溫度依賴于δ值，并且處在高溫四方相的額外氧是無序的，而低溫正交相中的額外氧處于有序狀態(tài)。對K2NiF4結(jié)構(gòu)額外氧的認識還存在著很多不清楚的地方，因而研究La2MO4+δ(M=Cu，Ni)摻雜體系額外氧在低溫下是否有序以及多大程度上有序以及它們對體系性質(zhì)的影響是一個很重要的問題。內(nèi)耗作為一種檢測機械能損耗的實驗手段對固體材料中存在的缺陷及其組態(tài)變化異常敏感，能夠給出體系中缺陷運動的動態(tài)信息。本論文主要內(nèi)容就是利用內(nèi)耗手段來研究La2M

4、O4+δ(M=Cu，Ni)摻雜體系中額外氧的狀態(tài)和性質(zhì)。 第一章簡要介紹了K2NiF4結(jié)構(gòu)氧化物的晶體結(jié)構(gòu)和額外氧的存在狀態(tài)，并提出了本論文的研究內(nèi)容。 第二章介紹了滯彈性理論；內(nèi)耗的測量原理；內(nèi)耗的唯象理論，包括標準滯彈性固體的概念和性質(zhì)；內(nèi)耗的微觀理論，內(nèi)耗儀工作原理和本論文用到的實驗方法和原理，包括碘滴定以及內(nèi)耗等。 第三章研究了La2Cu1-xMxO4+δ(M=Zn，Li，Ni)體系低頻內(nèi)耗，分析認為在2

5、50K溫區(qū)觀察到的弛豫型內(nèi)耗峰是由氧對形式的額外氧跳躍弛豫引起的。對La2Cu1-xMxO4+δ(M=Zn，Ni)體系，當摻雜量到一定值時，會由于額外氧的增加而出現(xiàn)額外氧從一維有序到三維有序的轉(zhuǎn)變。對LazCu1-xLixO4+δ體系，并沒有發(fā)現(xiàn)證據(jù)顯示額外氧三維有序，但在低溫發(fā)現(xiàn)了另外一個內(nèi)耗峰。 第四章研究了La2-xMxNixO4+δ(Pr，Nd，Sr)體系低頻內(nèi)耗峰現(xiàn)象。分析認為La2-xPrxNixO4+δ體系額外氧跳

6、躍存在一個玻璃化凍結(jié)過程。對內(nèi)耗測量過程中的內(nèi)耗峰的變化情況進行了分析，認為隨著Pr含量的增加，額外氧出現(xiàn)三維有序化，對氣氛處理的Pr2NiO4+δ的內(nèi)耗研究也證實了這一點。在四方結(jié)構(gòu)La2-xPrxNixO4+δ體系中，只存在一維有序額外氧對弛豫引起的一個內(nèi)耗峰，而正交結(jié)構(gòu)中，除了這個峰以外，還存在一個低溫側(cè)內(nèi)耗峰。在Nd2NiO4+δ體系中，我們同樣發(fā)現(xiàn)了這兩個弛豫內(nèi)耗峰，還發(fā)現(xiàn)了一個一級相變內(nèi)耗峰。 第五章研究了La2-x