高溫亞鐵磁鈣鈦礦的高壓合成及物性表征.pdf

1、鈣鈦礦型氧化物ABO3有極為豐富的物理性能，已成為物理、化學(xué)和材料等領(lǐng)域交叉研究的熱點(diǎn)。在簡單ABO3鈣鈦礦基礎(chǔ)上，通過特殊化學(xué)摻雜與制備方式可得到多種復(fù)雜的有序鈣鈦礦，如所謂B位有序雙鈣鈦礦A2BB'O6結(jié)構(gòu)，即八面體位置包含兩種適當(dāng)?shù)腂和B'離子且在不同原子位置有序分布。在此B位有序鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，如果四分之三的A位離子被過渡金屬離子A'替代時(shí)，則化學(xué)式為AA'3B2B'2O12的所謂A位與B'位同時(shí)有序的雙鈣鈦礦可能生成。在此特殊有

2、序結(jié)構(gòu)中，多個(gè)原子位置包含過渡金屬離子，因而導(dǎo)致新奇物理性質(zhì)的出現(xiàn)。尤其是當(dāng)B位具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)的3d過渡金屬離子和B位上具有較多巡游電子的4d或5d離子相互作用時(shí)，這類有序雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)為磁性材料的設(shè)計(jì)提供了充足的可能。本學(xué)位工作中，我們利用高溫高壓的實(shí)驗(yàn)手段成功合成了B位含3d與5d離子的新型化合物CaCu3Fe2Os2O12和CaCu3Cr2Os2O12，并通過XRD，PPMS，VSM及XMCD等實(shí)驗(yàn)手段對材料的結(jié)構(gòu)及物性進(jìn)行了測試與分析

3、。發(fā)現(xiàn)CaCu3Fe2Os2O12有高達(dá)580 K的亞鐵磁轉(zhuǎn)變溫度，在2K下的飽和磁化強(qiáng)度約為5.0μB/f.u。并且結(jié)合XMCD測量，推測出Cu2+(↑)Fe3+（↑）Os5+（↓）的亞鐵磁排列方式。電輸運(yùn)測試顯示了絕緣體性質(zhì)，光電流測量和理論計(jì)算證實(shí)了其為具有約1 eV能隙的絕緣體。而在CaCu3Cr2Os2O12材料中，其亞鐵磁到順磁的相變溫度為420 K，在低溫下的飽和磁化強(qiáng)度為3μB，表明其同樣具有Cu2+(↑)Cr3+（↑）