自旋链化合物Gd2-xNdxBaNiO5的磁化与ESR研究
自旋链化合物R2BaNiO5(R=稀土元素)是一个被公认为研究准一维磁性的很有前途的模型系统之一。具有线性Haldane链的镍酸盐R2BaNiO5，由于它们结构的特殊性，所以是研究从一维（1D）量子到三维（3D）经典交叉行为的很好的模型材料。然而，R2BaNiO5的磁性仍然存在争议。本文我们对于自旋链化合物Gd2-xNdxBaNiO5(x=0~2.0)的Gd与Nd的混合效应进行了系统的研究，主要利用磁化和ESR测量研究它们的磁性。 采用固相法制备化合物Gd2-xNdxBaNiO5(x=0~2.0)的一系列多晶粉末样品。X射线衍射（XRD）图谱以及晶格常数说明所有样品均为单相，晶体结构为正交晶系（空间群Immm）。Gd2-xNdxBaNiO5样品的M(T)曲线与1/χ(T)曲线证实了自旋跳变（spin-flop）相变和自旋重取向（spin-reorientation）的存在。同时磁化测量数据表明，化合物Gd2-xNdxBaNiO5存在一个由经典到量子的相变，相变的主要原因是Gd和Nd之间的相互影响和相互作用。首先，Gd-富样品的M(T)曲线随着温度T单调递增，然而，Nd-富样品的M(T)曲线却由于Gd/Nd与Ni的激发存在极大值与极小值。其次，Gd-富样品的1/χ(T)曲线遵循居里-外斯定律，但是Nd-富样品却不遵循。因此，Gd-富样品的磁性接近于经典磁性，而Nd-富样品的磁性是量子磁性。这一经典-量子相变与由于Nd掺杂而增强的磁各向异性有关。 同时我们测量了Gd2BaNiO5多晶样品与磁取向样品的X波段和强磁场下的电子自旋共振（ESR）图谱。温度变化的ESR谱清晰的标识了在温度Tsr=24 K处的自旋重取向。磁化数据证明了温度为2K时一个外加磁场诱导的自旋跳变的存在。但是运用经典反铁磁共振理论，随频率变化的ESR谱说明Gd2BaNiO5是单轴各向异性的，与磁化测量得的结果相吻合。
自旋链化合物;固相法;磁化测量;多晶粉末
华中科技大学
硕士
材料物理与化学
欧阳钟文
2015
中文
TB383
61
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）