Ising自旋系統(tǒng)Ca3Co2O6及其摻雜化合物的記憶效應(yīng)和磁弛豫研究.pdf

1、自旋鏈化合物Ca3Co2O6是一個(gè)存在幾何阻挫的系統(tǒng)。人們研究的熱點(diǎn)是：強(qiáng)伊辛特征、磁化量子隧穿、熱電特性、Mn摻雜化合物的逆磁化率行為等。其中備受關(guān)注的是PDA態(tài)和磁化臺(tái)階。
　　本文系統(tǒng)的研究了Ising自旋系統(tǒng)Ca3Co2O6及其摻雜化合物 Ca3Co2-xTxO6(T=Mn，F(xiàn)e，Al和Mg)(x=0.02，0.04)和Ca3-xAxCo2O6(A=Sr，Na)(x=0.06，0.12)的記憶效應(yīng)、磁弛豫以及ESR圖譜。<

2、br>　　采用溶膠-凝膠法制備的化合物Ca3Co2-xTxO6(T=Mn，F(xiàn)e，Al和Mg)(x=0.02，0.04)和Ca3-xAxCo2O6(A=Sr，Na)(x=0.06，0.12)是一系列多晶粉末。XRD圖譜及晶格常數(shù)表明此一系列化合物的晶體結(jié)構(gòu)為斜方六面體結(jié)構(gòu)。磁化測(cè)量數(shù)據(jù)表明：當(dāng)Ca3Co2-xTxO6(T=Ga，Mg和Al)的微量摻雜時(shí)，磁化隨時(shí)間的變化與母相比較幾乎沒(méi)有改變，由此可以推斷出自旋玻璃行為與競(jìng)爭(zhēng)磁相互作用的自

3、旋阻挫有關(guān)系，與化學(xué)無(wú)序關(guān)系不大。
　　同時(shí)研究了Ca3Co2O6及其摻雜了微量化合物后的記憶效應(yīng)，以此驗(yàn)證了低溫時(shí)的自旋玻璃凍結(jié)行為。通過(guò)磁化隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)我們進(jìn)一步研究了磁弛豫，初始階段的弛豫可以用指數(shù)函數(shù)描述，而后面的弛豫現(xiàn)象遵循擴(kuò)展的指數(shù)函數(shù)。由此證明磁弛豫的確是由于微量摻雜誘導(dǎo)的無(wú)序影響的。在這一系列的摻雜化合物中，F(xiàn)e對(duì)弛豫的影響比較大，可能是因?yàn)镕e離子是AFM離子，替代高自旋三棱柱Cotrig位，與其它離子之間是

4、反鐵磁耦合，所以對(duì)自旋鏈的FM特征有很大的影響。
　　最后測(cè)量了Ca3Co1.98Fe0.02O6和Ca3Co1.96Fe0.04O6多晶樣品的X帶電子自旋共振（ESR）譜，觀(guān)察到存在很強(qiáng)的Fe3+自旋共振。而之前所做的Ca3Co1.6Fe0.4O6的ESR實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到了Co3+共振。同樣是摻雜Fe，但是摻雜的量不同，測(cè)得的共振峰就凸顯不同。當(dāng)微量摻雜時(shí)，F(xiàn)e在化合物中還是一個(gè)孤立的粒子，自由粒子之間的相互作用比較弱，而x=0.4的