La1-xTexMnO3晶格结构的X射线粉末衍射分析

通过X射线粉末衍射数据，用Rietveld精修方法分析了Te部分替换LaMnO₃中La后，其晶格参数及其结构对称性所发生的变化.结果表明：Te掺杂LaMnO₃系列样品具有R3C的晶格结构对称性，其MnO₆八面体晶格还产生了伸张畸变，畸变程度随Te掺杂量的增加而增大.此外根据Mn—O—Mn键角、e_g电子能带的带宽、A位离子平均半径及A位离子尺寸失配度等的变化特点，推测Te掺杂LaMnO₃样品除居里温度等相变物理量将随x增加而非线性变化外，还可能产生自旋玻璃态、相分离等宏观现象. 关键词： 庞磁电阻效应 La-Te-Mn-O X射线衍射 Rietveld精修     

Pr掺杂DyFeO3体系的自旋重取向相变、晶格畸变与Raman光谱研究

利用固相反应法制备了Dy_1-xPr_xFeO₃系列化合物. X射线粉末衍射晶体结构分析表明, 随着Pr掺杂量x的增加, 样品晶胞体积逐渐增大, 晶格畸变减弱. Raman光谱测量表明稀土离子有效质量[m_eff=xm_Pr+(1-x)m_Dy] 与晶格结构的变化共同导致该体系Raman光谱的变化. 随Pr掺杂量的增加, 波数小于200 cm^-1的振动模式基本保持不变, 而波数大于200 cm^-1的振动模式(除420 cm^-1处的B_3u模式外)向低频移动. 磁测量结果表明, 由Dzyaloshinsky-Moriya 相互作用导致的宏观磁性随Pr掺杂量增加逐渐减弱. 稀土离子与铁离子磁晶格的耦合作用以及晶格结构畸变的变化共同导致该体系自旋重取向相变温度在一定的掺杂量 (x=0.3)前后先升高后降低. 关键词： 稀土铁氧体 自旋重取向 晶体结构 Raman光谱     

尖晶石铁氧体TixNi1-xFe2O4中阳离子分布和Ti离子磁矩的实验研究

采用固相反应法制备了系列样品Ti_xNi_1-xFe₂O₄ (x=0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4). 室温下的X射线衍射谱表明样品全部为(A)[B]₂O₄型单相立方尖晶石结构, 属于空间群Fd3m. 样品的晶格常数随Ti掺杂量的增加而增大. 样品在10 K温度下的比饱和磁化强度σ_S随着Ti掺杂量x的增加逐渐减小. 研究发现, 当Ti掺杂量x≥ 0.2时, 磁化强度σ随温度T的变化曲线出现两个转变温度T_L和T_N. 当温度低于T_N时, 磁化强度明显减小; 当温度达到T_N时, dσ/dT具有最大值. σ-T曲线的这些特征表明, 由于Ti掺杂在样品中出现了附加的反铁磁结构. 这说明样品中的Ti离子不是无磁性的+4价离子, 而是以+2和+3价态存在, 其离子磁矩的方向与Fe和Ni离子的磁矩方向相反. 利用本课题组提出的量子力学方势垒模型拟合样品在10 K温度下的磁矩, 得到了Ti, Fe和Ni三种阳离子在(A)位和[B]位的分布情况, 并发现在所有掺杂样品中, 80%的Ti离子以+2价态占据尖晶石结构的[B]位.     

La0.7-x(Sm,Er,Dy)xSr0.3MnO3体系的相分离和渗流相变

通过M-T曲线、M—H曲线、ESR曲线研究了La0.7-x(Sm,Er,Dy)xSr0．3MnO3体系的磁相变．从ESR信号显示,对Er和Dy掺杂在居里温度以上,顺磁相中分离出铁磁团簇,随温度降低呈现渗流相变．稀土锰氧化物的居里温度、宏观磁性和微观磁性不仅取决于A位稀土离子掺杂引起晶格的畸变,而且取决于A位离子掺杂引起的额外磁矩．     

Y1-xRxBa2Cu3O7-δ体系R=Eu、Gd)的正电子寿命和超导性研究

本文报道了对Y1-xRxBa2Cu3O7-δ(R=Eu、Gd)两个系列样品的超导电性研究结果.首先,发现随着Eu、Gd掺杂量x的增加,Y1-x〗EuxBa2Cu3O7-δ和Y1-xGdxBa2Cu3O7-δ的晶胞体积均随之增大,但所有样品均保持与Y-123样品相同的单相正交结构;正电子平均寿命实验结果表明Cu-O链处局域电子密度ne随Eu、Gd掺杂浓度x的增加而减小,说明Eu、Gd对Y位的替代引起晶胞结构参量的变化不仅改变了Y位的电子密度,同时也影响了Cu-O链周围的电子密度分布;超导转变温度T\-c随Eu、Gd掺杂浓度x增加而略有增加,反映了Eu、Gd掺杂虽然改变了体系的局域电子结构,但没有破坏超导所需的Cu-O链与CuO2面之间的耦合;Y位掺杂体系的超导电性与掺杂离子的磁性无关,而与掺杂离子的半径有关.     

掺杂和共生对层状钙钛矿铁电材料剩余极化的影响

掺杂与组构共生结构都是增大铋系层状钙钛矿结构铁电材料(BLSFs)剩余极化(2Pr)的有效手段.同价元素掺杂时,2Pr的变化由氧空位浓度,晶格畸变程度,铋氧层的完整性,以及掺杂离子与氧离子的形成的共价键强弱有关.高价阳离子对A、B位进行掺杂时,都可降低氧空位浓度并减弱其动性,从而增大2Pr.两种不同的BLSFs组构成共生结构后,铋氧层以及与之相连的氧八面体的结构都发生变化,使共生结构的2Pr大于其任一组成单元.2Pr的增大还可通过改进制备工艺来实现,如进行高温(高于居里温度)淬火等.     

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(x=0～0.3)体系的磁特性与平均稀土离子尺寸效应的研究

研究了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(0.0≤x≤0.3)体系的磁特性,给出了磁转变温度Tc与La位平均离子尺寸之间的关联.结果表明,随Y掺杂浓度的增加,金属-绝缘转变(M-I)温度TMI向低温区移动,对应的峰值电阻率ρp升高,对x=0.3样品而言,较未替代样品(x=0.0)增幅达8个数量级之多,指出由于Y的掺入而致使La位平均离子半径()减少以及局域晶格结构畸变引起的.磁性测量表明了在x>0.1的高浓度区域,随着x的增加,反铁磁性相互作用逐渐增强,导致x=0.2和x=0.3的样品在35K左右出现了自旋玻璃态.     

八面体结构纳米CeO2:Er^3+;的合成及发光性质

采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er^3+,并研究了稀土Er^3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构,结晶完好,粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构,稀土Er^3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷,并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er^3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er^3+离子掺杂浓度的变化,样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度,这是由于掺杂浓度变化对Er^3+-Er^3+之间的交叉驰豫过程产生了影响,Er^3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。     

硼掺杂拓扑绝缘体Bi2Se3单晶的电输运性质研究

本文首次报道了用自助溶剂法(self-flux)制备优良的硼(B)掺杂硒化铋(Bi2BxSe3-x)样品的探索。实验结果显示掺杂样品中大部分B是以替代Se位方式存在,少量B以插入Bi2Se3晶格或范德瓦尔斯间隙的形式存在。当B的含量逐渐增加时,Bi2Se3的晶格常数c先减小后增加,且样品具有清晰的层状结构。掺杂量x=0.05的样品局部区域出现纳米带结构,同时该样品在低温下出现了明显的金属-绝缘转变现象。Bi2Se3样品电阻率随掺杂含量的增加而增加,表明B掺杂提高了样品表面态对整体电导的贡献,同时纳米带结构也有助于增加表面态的贡献。     

A位Eu掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电输运的影响

采用传统的固相反应法制备出了高质量的La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3(其中x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20)系列样品,并对其进行了XRD,电阻-温度测量.实验结果表明,随着Eu掺杂量的增加,样品的金属-绝缘体转变温度朝低温附近移动,峰值电阻增加.通过对A位平均离子半径和尺寸无序度的计算,我们发现,由Eu掺杂导致A位平均离子半径〈rA〉减小,尺寸无序度σ2增大,使晶格畸变加剧,从而削弱了eg巡游电子在Mn3 和Mn4 之间的跃迁,同时促进了自旋极化子的形成.我们还对样品电阻-温度曲线的高温部分进行了拟合,对于x=0.00的样品,曲线可以用非绝热近似下的小极化子模型拟合;当掺杂量为x=0.05,0.10,样品的导电机理符合变程跳跃模型;进一步加大掺杂量,当x=0.15,0.20时,样品的电输运行为可以用晶格极化子与自旋极化子共存来解释.