A位掺锶对铬氧化物Re CrO4(Re=La,Y)磁性的影响
在前人大量研究113相稀土铬氧化物ReCrO3(Re=rareearth）掺杂效应的基础上，本文着手研究A位掺杂114相稀土铬氧化物ReCrO4，探究其对晶体结构和磁学性质的影响，114相铬氧化物ReCrO4中Cr元素存在着的价态是+5价，由于+5价的不稳定性，容易还原成+3价的状态，所以一般制备的多晶样品质量不高，而单晶样品更是几乎没有报道过的。对于114相的铬基化合物的研究，114相的结构相比于113相发生了改变，例如LaCrO4，从113相LaCrO3钙钛矿结构变成了独居石结构，从正交晶系变成了单斜晶系，CrO6八面体结构变成了CrO4四面体结构。本文选取ReCrO4（Re=La、Y）及其A位掺锶的Re1-xSrxCrO4样品作为研究对象，采用硝酸盐法制备所需的样品，通过X射线衍射仪（XRD），综合物性测试系统（PPMS）等手段来表征分析样品的晶体结构和磁性。针对La和Y两种稀土元素的铬基氧化物，首先探究了母体ReCrO4（Re=La、Y）和掺Sr样品Re1-xSrxCrO4的成相温度及晶体结构，分析制备工艺中烧结温度对样品成相的影响。后续系统地探究不同掺Sr量对样品性能的影响，用硝酸盐法制备了Re1-xSrxCrO4（Re=La、Y，x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）系列样品，对其进行物相分析和磁性测试，探究随着掺杂量不断增加样品的微观晶体结构变化以及磁性能的变化情况。 第一章为绪论部分，简单介绍了稀土铬氧化物ReCrO3，ReCrO4的晶体结构特点，磁学性能，概述了稀土铬基氧化物的研究现状和进展，最后说明本论文的研究内容和意义。 第二章介绍了样品制备方法、实验试剂、实验设备以及样品表征分析方法及其原理。 第三章研究对象为LaCrO4及其掺锶样品，首先探索了两种不同温度下制备样品对成相的影响，确定了580℃为烧结温度。La1-xSrxCrO4（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）体系的晶体结构，根据XRD测试和对比标准PDF卡片分析，得出了体系所有样品晶体结构和空间族群未发生改变，均属于独居石型结构，空间群为P21/n，体系所有晶体均呈现良好的单相性。随后，体系的磁性测试结果表明，在x=0～0.1范围内，样品的铁磁性随掺杂量增加有微小的增强，所有样品磁基态都是多种磁性共存的倾斜自旋电子态，体系样品的铁磁转变温度并不发生规律性变化，根据计算出的体系的有效磁矩表明，随着掺杂量的改变并没有特别大的变化，体系的磁结构均为多磁性共存的倾斜自旋结构。 第四章研究对象为YCrO4及其掺锶样品，研究不同掺杂量对母体晶体结构和磁性的影响。Y1-xSrxCrO4（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）体系的晶体结构根据XRD测试和对比标准PDF卡片分析，得出了均属于锆石型，空间群为I41/amd。体系的磁性测试结果表明，与La1-xSrxCrO4类似，掺杂取代并没有使样品的铁磁转变温度并发生规律性的变化，而且体系的有效磁矩非常接近，与理论值也近似，表明体系中的Cr的价态均为正五价，磁相互作用并没有发生明显改变，部分取代引入了氧空位。并且在5%和20%掺杂比例下发现了在高温下~130K处发生了类似于YCrO3的反铁磁转变迹象。
稀土铬氧化物ReCrO4;负磁化;倾斜自旋电子态;掺杂效应
西南交通大学
硕士
凝聚态物理
陈永亮
2022
中文
O611.3
2022-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）