層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Sr3Fe2O7-δ的制備及物性研究.pdf

1、Fe4+與Mn3+具有相同的電子構(gòu)型3d4，而且Fe4+基氧化物和Mn3+基氧化物都屬于強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系，但是它們卻表現(xiàn)出迥然不同的物理性質(zhì)，尤其是Fe4+基氧化物中所出現(xiàn)的電荷歧化效應(yīng)。我們選取Ruddlesden-Popper結(jié)構(gòu)Fe4+基氧化物Sr3Fe2O7-δ為研究對象，通過材料制備和強(qiáng)磁場下物性研究，建立磁場—微結(jié)構(gòu)—電磁性質(zhì)變化的關(guān)聯(lián)，闡明強(qiáng)磁場對體系的自旋、電荷、軌道等多重量子序及量子相變的影響規(guī)律和作用機(jī)制，探索和發(fā)現(xiàn)強(qiáng)

2、磁場下Sr3Fe2O7-δ及其摻雜體系中可能存在的新物理現(xiàn)象和效應(yīng)。另外本文采用電子順磁共振(ESR)為研究手段，揭示了該體系的微觀磁輸運(yùn)現(xiàn)象。
　　首先為了得到相對比較高的氧含量，購置了一套高壓釜設(shè)備，為樣品制備提供了多樣性的氧含量調(diào)控;單晶的制備主要以光學(xué)浮區(qū)法為主，為此對此方法做了簡要介紹;另外還介紹了電子順磁共振(ESR)的工作原理。
　　然后我們系統(tǒng)的研究了具有氧缺位的Sr3Fe2O6.6單晶樣品，通過XPS測試間

3、接得到了樣品的氧含量，實驗結(jié)果表明單晶的Sr3Fe2O6.6晶格結(jié)構(gòu)依然為四方結(jié)構(gòu)，但是奈爾溫度TN由120 K降到62 K;在磁性方面表現(xiàn)出零場冷(ZFC)和場冷(FC)的分叉行為，這可能是由于反鐵磁與鐵磁相互競爭引起的，樣品的M-H曲線存在小的磁滯環(huán)就很好的證明了這一點，而磁化率倒數(shù)1/x與溫度的關(guān)系存在偏離線性的行為，通過ESR測試表明這是由于局域磁矩的產(chǎn)生造成的;低溫下電阻率行為很好的符合三維Mott可變程跳躍模型;比熱方面在所

4、測量的全溫區(qū)范圍內(nèi)很好的符合Thirring模型。
　　再就是我們研究了層狀Sr3Fe2O7-δ化合物Nb摻雜系列多晶樣品的摻雜效應(yīng)。實驗結(jié)果顯示磁化率倒數(shù)1/x與溫度的關(guān)系存在偏離線性，這可能是由于局域的磁矩產(chǎn)生造成的。反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度TN隨著摻雜量增加單調(diào)的減小，電阻測量得到隨著摻雜量的增加電阻率單調(diào)的增大，在低溫下很好的符合三維可變程跳躍模型。通過氧壓處理的樣品TN值明顯升高，電阻率減小。
　　最后本文中，我們對于Sr3