自旋軌道耦合莫特絕緣體Sr2-xIrO4的晶體結(jié)構(gòu)表征和物理特性研究.pdf

1、5d過渡金屬氧化物由于其退局域化和較小的庫侖排斥勢(shì)通常被認(rèn)為是弱關(guān)聯(lián)寬帶體系。但由于存在強(qiáng)自旋軌道耦合作用，以及其與庫侖作用力等的相互競爭可能導(dǎo)致奇異的物理性質(zhì)。典型的現(xiàn)象就是銥氧化物中自旋軌道耦合誘導(dǎo)的Mott絕緣性。214相的AIrO(A=Sr,Ba)化合物和214相的銅氧化物L(fēng)aCuO化合物有很多相似之處，理論預(yù)言對(duì)該體系通過空穴摻雜可能實(shí)現(xiàn)非常規(guī)超導(dǎo)電性。因此，在強(qiáng)自旋軌道耦合材料中探索超導(dǎo)電性具有非常重要的意義。
　　本

2、論文采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備了Sr2-xIrO4（x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30）系列多晶樣品，并采用X射線衍射（XRD）、X射線能譜分析（EDS）、Rietveld結(jié)構(gòu)精修及拉曼光譜等常見的材料表征方法對(duì)制得樣品進(jìn)行表征分析，研究發(fā)現(xiàn)隨著空穴摻雜濃度增加，相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，并且IrO6八面體畸變程度減弱。此外，實(shí)驗(yàn)中對(duì)Sr1.7IrO4樣品做了變溫拉曼表征，分析晶體結(jié)構(gòu)變化對(duì)溫度的依賴性。
　　

3、通過四電極法研究了Sr2-xIrO4（x=0.05,0.10,0.20,0.25,0.30）系列樣品的電輸運(yùn)性質(zhì)隨空穴摻雜濃度的演變。研究發(fā)現(xiàn)，所有樣品均未出現(xiàn)金屬到絕緣轉(zhuǎn)變，其低溫(T≤120K)下的導(dǎo)電行為表現(xiàn)為三維變程跳躍；中間溫度區(qū)域（140K≤T≤200K）下的導(dǎo)電行為符合定程跳躍模型；高溫（220K≤T≤300K）下的導(dǎo)電行為具有二維弱定域化特征。本論文還研究了Sr2-xIrO4（x=0.10,0.20,0.30）系列樣品的

4、零場冷卻（ZFC）和有場冷卻（FC）下的磁學(xué)性質(zhì)隨空穴摻雜濃度的演變，并結(jié)合變溫拉曼光譜和電學(xué)性質(zhì)分析其物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)變化之間存在的關(guān)聯(lián)。Sr2-xIrO4化合物的弱鐵磁性隨摻雜量增加而減弱，在180K附近，ZFC和FC兩種條件下測(cè)得的磁化曲線出現(xiàn)分叉，這可能是由于體系中反鐵磁耦合的存在。此外，ZFC和FC曲線在低溫下均出現(xiàn)了尖峰，這是體系中反鐵磁和鐵磁性相互競爭的結(jié)果。變溫拉曼光譜在B1g(327波數(shù)附近)和A1g(560波數(shù)附近)振