過渡金屬氧化物Sr2IrO4及摻雜的制備和電磁特性的研究.pdf

1、本文以過渡金屬氧化物Sr2IrO4為主要研究對象，因?yàn)檫@種材料的結(jié)構(gòu)不但和K2NiO4(La2CuO4)高度相似而且在電性和磁性方面有許多有趣的現(xiàn)象。這里運(yùn)用傳統(tǒng)的固相合成法對樣品進(jìn)行了制備，通過X射線衍射、物理性質(zhì)測量系統(tǒng)和磁學(xué)測量系統(tǒng)以及掃描電子顯微鏡等實(shí)驗(yàn)方法對多晶樣品進(jìn)行了表征和電磁性質(zhì)的研究。依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到該材料的電阻隨著溫度的降低逐漸增大。特別是當(dāng)溫度降于50K左右時，電阻急速上升。這表明本該具有金屬性的Sr2IrO4

2、材料是具有弱鐵磁性的絕緣體，即莫特絕緣體。Sr2IrO4材料在240K左右有明顯的磁轉(zhuǎn)變現(xiàn)象出現(xiàn)。150K附近，零場冷和場冷兩條曲線發(fā)生了分叉現(xiàn)象，有趣的是零場冷的磁化曲線在95K急速下降至所測的最低溫度，而場冷磁化曲線則是逐漸上升。這個現(xiàn)象可能與它的本征性質(zhì)有關(guān)。本文還對具有5d電子組態(tài)過渡金屬氧化物Sr2IrO4摻雜Ti元素后進(jìn)行了細(xì)致的探索，對摻雜濃度為百分之十的材料的制備和物理性質(zhì)進(jìn)行了研究。數(shù)據(jù)表明多晶材料Sr2Ir0.9Ti

3、0.1O4的電阻行為與絕緣體一致，盡管磁轉(zhuǎn)變溫度在240K附近并未發(fā)生改變，但是磁化強(qiáng)度變小。另外也對Sr1.95La0.05IrO4和Sr1.95Ca0.05IrO4進(jìn)行了研究。La元素?fù)诫s后的樣品電阻變小，磁性轉(zhuǎn)變被抑制。Ca元素?fù)诫s后的樣品，電阻和磁化強(qiáng)度變大，這與它自身的離子半徑有關(guān)，從而對氧六面體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。筆者猜想隨著La元素?fù)诫s濃度的增加，材料可能會呈現(xiàn)超導(dǎo)性。隨著Ca元素?fù)诫s濃度增加，材料絕緣性更強(qiáng)。
　　其次研