對尖晶石Ni1-xCoxCr2O4和鈣鈦礦氧化物結(jié)構(gòu)和磁性的研究.pdf

1、本文研究了尖晶石氧化物Ni1-xCoxCr2O4，鈣鈦礦型氧化物L(fēng)a1-xGdxCoO3和La2CoMnO6的晶體結(jié)構(gòu)，光學(xué)性質(zhì)和磁性等。得到了以下結(jié)果:
　　固相反應(yīng)法合成Ni1-xCoxCr2O4，NiCr2O4的空間點群為I41/amd，屬于四方晶系，x≥0.05樣品的空間群為Fd-3m，屬于立方晶系。x＞0的紫外吸收光譜表明Co2+占據(jù)四面體位置（A位），Cr離子占據(jù)八面體位置（B位）。在415 nm處出現(xiàn)的紫外吸收峰，6

2、00 cm-1附近出現(xiàn)額外的紅外吸收峰和640 cm-1附近出現(xiàn)拉曼峰都說明Co2+進入八面體位置，即在gi1-xCoxCr2O4中，Co2+不僅占據(jù)四面體的位置，同時占據(jù)八面體位置。Co2+占位紊亂是由于B位Co2+離子半徑(0.65(A))與Cr3+離子半徑(0.62(A))接近引起的。在510 cm-1附近的紅外吸收峰向高波數(shù)方向移動，這是由于Co2+替代Ni2+壓縮了八面體中金屬離子與氧離子(M-O)的距離引起的。磁性研究發(fā)現(xiàn)x

3、=0.2和0.8的樣品居里溫度Tc分別為73 K和90 K。
　　采用固相反應(yīng)法合成了具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的La1-xGdxCoO3，x＜0.2時樣品的晶體結(jié)構(gòu)為斜方六面體結(jié)構(gòu)，其空間點群為R-3c，當x≥0.2時為斜方結(jié)構(gòu)，其空間點群為Pnma。通過對Co2p3/2 XPS光譜分析，得出Co離子具有兩種價態(tài)，分別是+3價和+8/3價。在紅外光譜中，616 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰是由CoO6八面體中的Co-O鍵伸縮振動引起的，564 c

4、m-1處出現(xiàn)的吸收峰與斜方六面體結(jié)構(gòu)有關(guān)，429 cm-1處的吸收峰是由CoO6八面體中的Co-O鍵彎曲振動引起的。隨著摻入Gd含量的增加，樣品禁帶寬度從2.4 eV增加到2.75 eV。x=0.05，0.3和0.7的樣品都表現(xiàn)為亞鐵磁性，但是當x=0.7時，樣品的居里-外斯溫度和有效磁矩分別為-6547K，10.12μB，這是不合理的。這一現(xiàn)象源于La0.3Gd0.7CoO3非局域電子態(tài)的影響。
　　通過固相法和溶膠凝膠法分別合

5、成La2CoMnO6氧化物，這兩種化合物分別用SSR和SGM表示。比較這兩個樣品可以看出，SSR晶格參數(shù)比SGM更大。在SGM的O1s芯能級的XPS光譜圖中，533.16 eV處出現(xiàn)了一個額外的峰，這個峰是由氧缺陷引起的。SGM和SSR的禁帶寬度分別是1.78 eV和1.93 eV。低溫環(huán)境下，這兩種化合物都具有多個磁相，它們都在153 K有一個鐵磁性(FM)轉(zhuǎn)變，在123 K處有一個反鐵磁(AFM)轉(zhuǎn)變，并且在低于75 K有一個自旋玻