热处理对钙钛矿锰氧化物La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3离子价态和磁结构的影响

对于磁性氧化物的磁有序,传统的观点用超交换相互作用(SE)和双交换相互作用(DE)模型进行解释,其出发点都建立在全部氧离子是-2价的基础上.例如,对于LaMnO_3,认为其中的La和Mn都处于+3价,用SE模型解释相邻Mn~(3+)离子间的反铁磁序;当以二价的Sr离子替代一部分La离子后,认为等量的Mn~(3+)离子变为Mn~(4+)离子,用DE模型解释相邻Mn~(3+)和Mn~(4+)离子间的铁磁序.然而,事实上在氧化物中存在一部分负一价氧离子.Cohen[Nature 358 136]利用密度泛函理论计算了BaTiO_3的价电子态密度,结果得到只有Ba离子的化合价与传统观点相同,为+2价;而Ti和0分别为+2.89价和-1.63价,不是传统观点的+4价和-2价,但是与多年来关于氧化物电离度的研究[Rev.Mod.Phys.42 317]和X射线光电子谱(XPS)的研究结果相符合.本文经过不同热处理条件制备了名义成分为La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3的三个样品,通过对样品的XPS分析,发现样品中不存在Mn~(4+)离子,只存在Mn2+和Mn~(3+)离子,平均价态随热处理程序的增加而升高.尽管三个样品有相同的晶体结构,但磁矩明显不同.对于这样的性能,不能用SE和DE模型解释其磁结构.利用本课题组最近在研究尖晶石结构铁氧体磁有序过程中提出的O 2p巡游电子模型解释了这种现象,利用样品在10 K的磁矩估算出的Mn离子平均价态变化趋势与XPS分析结果一致.O 2p巡游电子模型的出发点建立在氧化物中存在一部分负一价氧离子的基础上,这是其与SE和DE模型的根本区别.     

Mo掺杂La_(0.7)Ca_(0.2)Ba_(0.1)Mn_(1-x)Mo_xO_3体系的磁电性质

本文采用固相反应法制备了高价态离子Mo掺杂的La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xMoxO3(x=0,0.01,…,0.06)多晶样品,研究了Mo掺杂对样品的结构、磁性和磁电阻的影响.X射线衍射谱证实所有样品均为具有正交对称性的钙钛矿结构.零场冷却(ZFC)和加场冷却(FCH=0.01T)下其磁化～温度(M～T)曲线的测量表明样品随温度降低发生了从顺磁(PM)到铁磁(FM)的相变,T相似文献   

钙钛矿钴氧化物La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)的磁性和电输运性质

本文采用传统固相反应法制备多晶La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)系列样品,通过测量其磁化强度与温度变化曲线(M~T)、磁化强度与外场变化曲线(M~H)、电子自旋共振谱(ESR)和电阻率与温度变化曲线(ρ~T)对样品的磁性和电输运性质进行了研究.结果表明:由于Nd~(3+)离子掺杂,使得系统中Co~(3+)和Co~(4+)离子之间的铁磁耦合增大,自旋与晶格的耦合作用增强,从而导致掺杂前后样品的磁性方面发生了改变:样品的铁磁转变温度TC和磁熵变值|ΔSM|均随掺杂量x的增加而增大,三个样品的TC分别为:190K、205K和233K,x=0.0样品在TC附近的相变为二级相变,x=0.1和x=0.15样品在TC附近的相变为一级相变.同样的,Nd~(3+)离子掺杂使得样品在电输运性质方面也发生了改变:由于Nd~(3+)离子掺杂,体系内Co离子的自旋态和无序性等均发生改变,从而使x=0.1样品中铁磁导电区域增大,尽管x=0.0和x=0.1样品均表现出绝缘体行为,但是随着掺杂量x的增加,电阻率大幅降低.     

钙钛矿锰氧化物La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3的结构与磁性研究

本文利用溶胶-凝胶法制备了名义成分为La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.5)的系列样品,样品先后经过773,873,1073 K热处理,热处理时采用缓慢升温方式,X射线衍射分析表明,该系列样品均为单相钙钛矿结构,空间群为R3c,利用X'Pert HighScore Plus软件计算了样品的晶粒尺寸、晶格常数、晶胞体积及键长、键角,利用物理性能测量系统测量了样品的磁性,发现样品在10K的磁矩随掺杂量的增加而减小,但存在两个明显不同的变化区域:从x=0到x=0.2时,平均每个分子的磁矩从2.72μB迅速下降到0.33μB,居里温度从327 K下降到95 K,下降了232 K;而从x=0.2到x=0.5时,平均每个分子的磁矩从0.33μB缓慢下降到0.05μB,居里温度从95K下降到46K,只下降了49K,我们认为Fe与Mn离子磁矩反平行是样品磁矩随Fe掺杂量增加而下降的原因之一。     

Ca掺杂对Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.05≤x≤0.20)薄膜超导电性的影响

本文利用脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)的(001)面上外延生长了系列Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.05≤x≤0.20)超导薄膜.充分退火后的样品均为富氧材料,其X射线衍射(XRD)数据显示样品具有良好(001)取向,随着掺杂量x的增大,样品有由正交相变为四方相的趋势.低场下M～T测量数据显示超导态时样品具有抗磁性,随着Ca含量的增加超导转变温度(Tc)降低,当x=0.2时,仅有46K.当外加磁场达到10kOe时,磁化发生反转出现正值,表现为顺磁迈斯纳效应.     

Yb原子里德伯态及价态的场电离阈

用偏振激光两步激发得到Yb原子不同|m|值的里德伯态和4f~(13)5d6s6p价态,采用脉冲场电离方法测定了6sns~1S_0(n=21—28),m=0和6snd~1D_2(n=20—27),|m|=0,1各里德伯态及4f~(13)5d6s6p价态的电离阈值。引入stark有效量子数n_s对电离阈值作了计算。对实验和计算结果作了对比分析。讨论了场电离过程中价态与里德伯态之间的相互作用及其对电离阈值的影响。 关键词：     

Mn_(1-x)Zn_xCr_2O_4(0.0≤x≤1.0)晶体结构与磁性研究

通过固相反应法制备了尖晶石氧化物Mn1-xZnxCr2O4(0.0≤x≤1.0)多晶系列样品,并对其晶体结构和磁性进行了系统研究.研究结果表明,系列样品具有立方尖晶石结构,随Zn掺杂浓度x增大,晶格常数单调减小,体系的阻挫因子逐渐增大.低温下MnCr2O4表现为共线亚铁磁和螺旋亚铁磁的共存.当x≤0.4时,随着x增大,4.5T磁场下所测量的磁化强度逐渐减小,矫顽力逐渐增大,表明体系中的螺旋亚铁磁成分逐渐增多.随着x进一步增加,样品x=0.6和0.8表现为自旋玻璃态特征,最终在x=1.0时转变为强阻挫的反铁磁态.     

Preparation and the physical properties of antiperovskite-type compounds Cd1-xInxNNi3 (0≤x≤0.2) and Cd1-yCuyNNi3 (0≤y≤0.2)

Two series of Cd1-xInx NNi3(0 ≤x≤ 0.2) and Cd1-yCuyNNi3(0≤y≤0.2) samples were prepared from CdO, In2O3 , CuO, and nickel powders under NH3 atmosphere at 773K. The structural and physical properties were investigated by means of X-ray powder diffraction temperature-dependent resistivity and magnetic measurements. X-ray powder diffraction results showed that the Cd 1 x In x NNi 3 and Cd 1 y Cuy NNi 3 compounds have a typical antiperovskite structure, and the CdNNi3, Cd0.9 In 0.1 NNi3 , and Cd0.9Cu0.1NNi3 compounds show metallic temperature-dependent resistivity and exhibit a Fermi liquid behavior at low temperature. In contrast to the paramagnetism previously reported, the CdNNi 3 sample exhibits very soft and weak ferromagnetism, and no superconductivity was found in the Cd 1 x In x NNi 3 and Cd 1 y Cu y NNi 3 samples down to 2 K. Each sample exhibited very soft and weak ferromagnetism, and the temperature dependence of the magnetization of the Cd 1-xInx NNi 3 and Cd1-y Cu y NNi 3 samples can be well fitted to the combination of a Bloch term and a Curie–Weiss term.     

β-NaGd_(0.794)Yb_(0.200)Ho_(0.001)Tm_(0.005)F_4纳米颗粒的白色上转换发光

利用简单的水热合成法制备了β-NaGd0.794Yb0.200Ho0.001Tm0.005F4纳米颗粒。采用X射线粉末衍射(XRD)技术测定了样品的物相,结果显示样品为六角相。通过透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜观察的结果样品为椭球和六角形状,颗粒的平均尺寸为23 nm。用980 nm半导体激光二极管为激发光源,测定了样品的室温上转换发射谱,结果表明:样品分别发射红、绿和蓝色光,其相对发射强度,从强到弱的顺序为蓝色、绿色和红色,与其对应辐射跃迁分别为Tm3+离子的1G4→3H6,Ho3+离子的5F4→5I8,5F5→5I8跃迁。样品发射的蓝、绿和红光组合而发出强的白色上转换发光,其色品坐标为(x=0.271 7,y=0.267 3)。     

双层钙钛矿锰氧化物Nd_(2-2x)Ca_(1+2x)Mn_2O_7(x=0.4,0.5)的磁相变特性

利用固相反应法制备了Nd2-2x Ca1+2x Mn2O7(x=0.0-0.9)多晶样品,通过FULLPROF程序对样品X射线衍射图谱进行了精修,样品的空间群为14/mmm.测量了样品x=0.4,0.5的磁性(5K相似文献   

SrMn0.5Fe0.5O3的自旋玻璃态和过渡金属离子价态的研究

采用固相反应法制备了SrMn_0.5Fe_0.5O₃陶瓷样品,并对样品的晶体结构,磁性和离子价态进行了系统的表征与分析. X射线衍射谱的Rietveld拟合表明样品属于理想的立方钙钛矿型结构,Mn离子和Fe离子随机占据B位的O八面体中心. X射线光电子能谱表明Mn离子为+3和+4的混合原子价态,Fe离子为+3价. 样品在大于230K的高温区域呈现Curie顺磁特性,在小于230 K的低温区域样品表现出自旋玻璃态行为,这种特性源于Mn离子和Fe离子之间的交换作用及自身价态和分布的不均匀性. 由于Fe³⁺离子占据O八面体的中心,对顺磁区的Mssbauer谱测量表现为四级分裂. 关键词： 晶体结构 价态 顺磁 自旋玻璃态     

SrMn0.5Fe0.5O3的自旋玻璃态和过渡金属离子价态的研究

采用固相反应法制备了SrMn_0.5Fe_0.5O₃陶瓷样品,并对样品的晶体结构,磁性和离子价态进行了系统的表征与分析. X射线衍射谱的Rietveld拟合表明样品属于理想的立方钙钛矿型结构,Mn离子和Fe离子随机占据B位的O八面体中心. X射线光电子能谱表明Mn离子为+3和+4的混合原子价态,Fe离子为+3价. 样品在大于230K的高温区域呈现Curie顺磁特性,在小于230 K的低温区域样品表现出自旋玻璃态行为,这种特性源于Mn离子和Fe离子之间的交换作用及自身价态和分布的不均匀性. 由于Fe³⁺离子占据O八面体的中心,对顺磁区的Mssbauer谱测量表现为四级分裂.     

Co~(2 )-Ti~(4 )和Cu~(2 )-Nb~(5 )离子取代BaFe_(12)O_(19)单晶体中Fe~(3 )离子的研究

本文对用Co~(2 )-Ti~(4 )和Cu~(2 )-Nb~(5 )离子取代BaFe_(12)O_(19)单晶体中Fe~(3 )离子进行了研究,以Bi_2O_3作为助熔剂生长出了BaFe_(12-2x)Co_x~(2 )Ti_x~(4 )O_(19)(x=0;0.04;0.09;0.13;0.27和0.68)以及BaFe_(12-x)[Nb_(1/3)~(5 )Cu_(2/3)~(2 )]_xO_(19)(x=0;0.28;0.44和0.60)这两系列的单晶体,测定了100—300K温度范围内样品的磁化强度σ与单轴各向异性常数K_1,我们发现,对CO~(2 )-Ti~(4 )取代的样品,当x≤0.09时,其σ与K_1随x的增加而缓慢增加;当x>0.09时,其σ与K_1随x的增加而迅速降低,至x=1.1时,K_1变为零,对Nb~(5 )-Cu~(2 )取代的样品,其σ值在整个成份范围内基本保持不变,且有缓慢增加趋势;而K_1值则随x增加而单调下降,提出了取代离子在M型六角铁氧体中可能的分布模型来解释我们的结果。     

V替代Mn对La_(0.45)Ca_(0.55)MnO_3电荷有序相及自旋玻璃态的影响

用固相反应法制备了La0.45Ca0.55Mn1-xVxO3(x=0.00,0.10)多晶样品.通过X射线衍射谱、质量磁化强度-温度曲线、电子自旋共振谱,研究了V5+替代Mn3+/Mn4+对La0.45Ca0.55MnO3电荷有序相和自旋玻璃态的影响.实验结果表明,当x=0.10时,不仅母体的电荷有序相基本破坏,而且母体在40K左右出现的自旋玻璃态也被融化.电荷有序相被破坏的主要原因是用V5+替代Mn3+/Mn4+后,增加了Mn3+与Mn4+的比例,使铁磁双交换作用优于反铁磁超交换作用;自旋玻璃态的融化是由于V替代Mn后破坏了反铁磁背景下有少量铁磁成分的自旋玻璃态的形成条件.     

低能高电荷态O~(q+)离子与Al表面作用产生的X射线

报道了 1.5—20 keV/q的高电荷态O~(q+)(q=3—7)离子与Al表面相互作用发射的O原子的特征X射线谱.分析表明,对于O~(q+)(q=3—6)离子入射时发射的X射线,是由于离子进入表面后与Al原子发生紧密碰撞导致的;而O~(7+)离子入射时的X射线,主要来自于"空心原子"的衰变.在动能相等的条件下,存在K壳层空穴的O~(7+)离子的X射线产额相较于O~(q+)(q=3—6)离子高一个数量级,不存在K壳层空穴的O~(6+)离子的X射线产额也要高于O~(3+),O~(5+)离子.总体来说,X射线产额以及电离截面与入射离子的初始电子组态有关,且随离子入射动能的增加而增加.根据半经典两体碰撞模型,本文估算了入射离子与靶原子相互作用时分别产生O和Al的K_α-X射线的动能阈值.对于入射动能低于动能阈值且电子组态为1s~2的O~(6+)离子与样品表面相互作用,可能存在多电子激发使O~(6+)离子产生K壳层空穴.     

(La_(1-x)Ce_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系的结构和输运性质研究

对Ce掺杂锰氧化物 (La1 -xCex) 2 3Ca1 3MnO3(x =0— 1.0 )多晶样品的结构和输运性质系统研究的结果 .实验表明 ,在低掺杂浓度下 ,样品呈现完整的正交钙钛矿结构 ;随掺杂浓度的增加 ,有少量CeO2 杂相出现 ,同时伴随有Ce3 和Ce4 离子两种价态的涨落和Mn2 Mn3 Mn4 混合价态的共存 ,Ce掺杂导致的体系无序度增加 ,使得绝缘体 -金属 (I M)和顺磁 -铁磁 (PM FM)转变温度向低温方向移动 .有趣的是 ,Ce掺杂样品的电阻率测量I M转变峰值温度TIM 较PM FM转变温度Tc 为高 ,其差值ΔT(=TIM -Tc)随Ce掺杂含量的增加而增加 ,最大差值ΔT达 5 0K .各样品的磁电阻则随温度的降低而增加 ,在Tc 附近MR达到最大值 ,且随Ce掺杂含量增加Tc 附近的MR最大值迅速增加 ,达到 10 4 %以上 ,表现出很强的庞磁电阻效应 .在x≥ 0 .7时 ,磁电阻效应则表现出反常减小 .整体上而言 ,各样品的磁特性与输运行为间有较强的关联 ,电输运特性可用双交换作用模型进行很好的解释 ,在高温区满足热激活模型 .最后 ,在Ce掺杂对Tc 和MR的影响机理方面进行了初步讨论 .     

Eu~(3+)离子激活荧光粉Ca_(1.9)Eu_(0.1)NaMg_(2-x)Zn_x(VO_4)_3(0≤x≤1)的发光性质

采用固相反应法合成了Eu~(3+)离子激活的Ca_(1.9)Eu_(0.1)NaMg_(2-x)Zn_x(VO_4)_3(0≤x≤1),并研究了其发光和热猝灭性能。经粉末X射线衍射确认,反应产物由目标相和微量杂质相EuVO_4构成。在355 nm激发下,样品中均能同时观察到来自[VO_4]_3-基团和Eu~(3+)离子的特征发光。研究结果表明:随着x值的增加,上述两种发光的强度均先增加后降低;而它们的最强激发峰位置由347 nm逐渐地红移至356 nm,Stokes位移也逐渐地减小。这种现象应归因于Zn3d轨道和O2p轨道间很强的轨道杂化效应,这种效应随着x值的增加而逐渐增强。此外,Eu~(3+)离子荧光发射强度最大值对应的x值与自激活荧光的不同。当x=1.0时,两者的相对强度差别最大。经荧光热猝灭测试确认,上述现象是由样品中的自激活荧光表现出比Eu~(3+)离子荧光更严重的荧光热猝灭造成的。因而,在紫外光激发下,样品发出荧光的颜色具有温度敏感性。     

双层钙钛矿(La_(1-x)Gd_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.05)的相分离

采用传统固相反应法制备(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7(x=0,0.05)多晶样品,并通过测量样品的磁化强度与温度的变化曲线(M-T曲线)、电子自旋共振谱(ESR谱)和电阻率与温度的变化曲线(ρ-T曲线),研究了x=0和x=0.05样品的相分离现象.研究结果表明,两样品在低温部分出现了反铁磁与铁磁相互竞争的现象,体现出团簇自旋玻璃态的特征.x=0和x=0.05样品分别在125—375 K和100—375 K范围内观察到类Griffiths相,同时发现掺杂使得三维铁磁有序温度(T3Dc0≈125 K和T3Dc1≈100 K)降低,而对类Griffiths温度(TG≈375 K)没有明显影响.在TG温度以上两样品均表现出纯顺磁特性.其电特性表明,x=0样品在整个测量范围内出现两次绝缘-金属转变,这是由钙钛矿锰氧化物共生现象所致.而x=0.05样品只出现一次绝缘-金属转变,表明掺杂能抑制共生现象的产生.通过对ρ-T曲线的拟合发现两样品在高温部分的导电方式基本都遵循三维变程跳跃的导电方式.     

La_(0.67)Ba_(0.33)Mn_(1–x)Zn_xO_3的磁性和电输运性质北大核心CSCD

采用传统固相反应法制备了La0.67Ba0.33Mn1–x Znx O3(0≤x≤0.2)多晶样品,系统研究了Zn掺杂对于多晶样品的结构,磁性和电输运性质的影响.XRD衍射表明样品均具有单一的立方钙钛矿结构.在外加磁场(H=1000Oe)环境中测得的磁化强度温度(M^T)曲线表明,在5~350K的温区内所有样品均发生了顺磁相(PM)到铁磁相(FM)的转变.样品的居里温度(TC)和磁化强度随着Zn的掺杂量的增加呈现下降的趋势,当x=0.1时,样品的TC和磁化强度与未掺杂的样品相比下降的幅度不大.但是当x=0.2时,样品的TC和磁化强度都发生明显的下降.从零场(H=0T)和外加磁场(H=2T)下测得的电阻温度曲线可见,样品在测量的温区范围内均发生绝缘相到金属相的转变.随着掺杂量的增加绝缘-金属相转变温度(TIM)向低温区移动,但是样品的电阻逐渐增大.所有样品在TIM附近呈现均出现磁电阻(MR)峰,随着Zn的掺杂量的增加MR值由x=0时的-22%(T=314.5K)增加到x=0.2时的-73%(T=80K),且样品的磁电阻温区被明显拓宽.     

低速Xe~(q+)(4≤q≤20)离子与Ni表面碰撞中的光辐射

实验中测量了0.38V_(Bohr)(460 keV)高电荷态Xe~(q+)(4≤q≤20)离子轰击高纯Ni表面发射的400-510 nm光谱.实验结果包括NiⅠ原子谱线,NiⅡ离子谱线,以及入射离子中性化发射的XeⅠ,XeⅡ和XeⅢ谱线.研究了谱线XeⅡ410.419,XeⅢ430.444,XeⅡ434.200,XeⅡ486.254,NiⅠ498.245,NiⅠ501.697,NiⅠ503.502,NiⅠ505.061和NiⅠ508.293 nm的光子产额随着入射离子电荷态的变化.结果表明,入射离子中性化和溅射Ni原子发射谱线的光子产额随着入射离子电荷态的增加而增加,其趋势与入射离子势能一致.