條紋相鎳氧化物材料的無序效應研究.pdf

1、最近幾年，大量的實驗結果以及理論研究表明，鈣鈦礦結構的強關聯(lián)過渡金屬氧化物的基態(tài)并不是空間均勻的。比如說在銅氧化物超導體和絕緣的鎳氧化物中觀察到的自發(fā)出現(xiàn)的條紋狀有序結構，這主要是由于自旋、電荷和晶格自由度之間的相互作用造成的。而且，大量的結果表明條紋相本身對于理解銅氧化物中的高溫超導電性至關重要。在本文中，我們主要研究了條紋有序材料La5/3Sr1/3NiO4的不同無序效應，同時仔細研究了樣品的結構、輸運行為和磁性質等相關信息。另外我

2、們也詳細對比了不同無序對樣品物性的影響，并取得了一些有意義的結果。詳細的結果及討論如下：
　　 第一章中，我們首先簡單的綜述了最近關于銅氧化物超導體中條紋相的研究進展，特別是條紋結構與超導電性的關系。然后，我們詳細的介紹了層狀鎳氧化物中的傾斜條紋有序結構，列舉了大量的已經獲得的實驗結果，另外，還介紹并討論了一些到目前為止還不清楚的實驗現(xiàn)象。
　　 第二章中，我們使用溶膠=凝膠方法合成了納米尺寸的顆粒并且研究了不同顆粒尺寸

3、樣品的結構、輸運以及磁行為。結果發(fā)現(xiàn)，與塊材樣品相比，小顆粒樣品中的長程電荷有序被明顯地抑制；同時，伴隨著反鐵磁自旋有序結構的消失，在大約23 K附近，出現(xiàn)了一個鐵磁型的轉變。紅外透射光譜的實驗結果表明，這個新增的鐵磁相是由于顆粒表面的結構畸變所引起的。此外，對于尺寸大約為100nm的樣品，其自旋玻璃/自旋重定向轉變溫度TCA約為65 K，這要比塊材樣品高出約12 K。這個結果表明，低溫的這一復雜的磁結構轉變與樣品中的穩(wěn)定的電荷有序結構

4、關系不大，相反，樣品的結構無序和畸變將對鎳氧化物中的條紋結構有著十分明顯的影響。
　　 第三章中，我們研究了一系列的A位離子無序的條紋相樣品Ln5/3M1/3NiO4(Ln=La，Nd；M=Ca，Sr，Ba)。結果表明，隨著無序度的增加，電荷有序轉變溫度在逐漸的減小。但是與之相反的是，一個增強的反鐵磁自旋有序相關的小圓丘卻隨著無序度的增加而越來越明顯。這一結果同時暗示，對于A位無序的銅氧化物超導體來說，A位無序所誘導的超導抑制與

5、贗能隙增強可能與之有關。另外，我們還觀察到并區(qū)分了兩個不同的磁轉變溫度，這兩個溫度對于無序的依賴關系有明顯的區(qū)別。我們在A位無序的樣品中也觀察到了低溫類自旋玻璃的轉變溫度隨無序度的增加而增加，這一結果再次證實了無序對于低溫非平衡磁行為有著決定性的影響。同時，我們在這一系列樣品中也觀察到了非線性的Ⅰ-Ⅴ導電性為，但是隨后的研究表明，這一反常的輸運行為并不是所謂的電致電阻效應，而是由于樣品在電場下產生的焦耳熱所引起的。這表明，我們的A位無序