【摘 要】
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过渡金属氧化物(TMO)通常是电子关联的系统,具有许多特殊的性质。其中,铁磁绝缘体由于在微波器件、永磁体、自旋电子器件中的广泛应用,一直是人们研究的热点。绝缘TMO因为具有超交换相互作用,通常表现为反铁磁性(AFM)。由于铁磁性通常伴随着金属性,所以TMO中的绝缘铁磁性是比较罕见的。然而,许多新的磁性器件却都需要铁磁绝缘体,因此寻找新的铁磁绝缘体是具有非常重要的意义和实用价值的。5d TMO由于具
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过渡金属氧化物(TMO)通常是电子关联的系统,具有许多特殊的性质。其中,铁磁绝缘体由于在微波器件、永磁体、自旋电子器件中的广泛应用,一直是人们研究的热点。绝缘TMO因为具有超交换相互作用,通常表现为反铁磁性(AFM)。由于铁磁性通常伴随着金属性,所以TMO中的绝缘铁磁性是比较罕见的。然而,许多新的磁性器件却都需要铁磁绝缘体,因此寻找新的铁磁绝缘体是具有非常重要的意义和实用价值的。5d TMO由于具有强自旋轨道耦合(SOC)、电子关联(U)、晶体场效应和超交换相互作用等,在凝聚态物理的研究中引起了人们的关注。尽管在探索和理解铱氧化物的方面已经做了大量的工作,但是对于高度局域化的双钙钛矿A2BIr O6化合物的研究相对较少。其中,双钙钛矿La2CuIrO6这一化合物的晶体结构和磁性非常复杂,而且存在较大争议。因此,La2CuIrO6化合物的晶体结构和磁性仍有待于充分研究。本项课题工作主要采用固相反应法,制备了La2-xTixCuIrO6(x=0、0.75、0.15、0.20、0.25、0.30)系列多晶样品。然后对双钙钛矿La2CuIrO6化合物的结构、磁性进行了相应地研究。通过对X射线衍射(XRD)、拉曼散射、第一性原理计算(DFT)声子谱的综合分析,发现了一种新的P21/n空间群的结构相。该新结构相样品的磁化强度在TC=62 K时,呈现铁磁(FM)相变,在较高温度区域内,表现为短程FM序。DFT计算证实了观测到的FM态,表明该La2CuIrO6样品是由SOC作用辅助的Mott-绝缘铁磁体。另一方面,发现在La2CuIrO6母本化合物中掺入Ti离子,会引起样品磁转变温度(TC)的显著变化。在La-位上掺杂Ti离子,当掺杂浓度x在一定范围内增加时,则B-位阳离子的有序度会相应地呈现下降趋势,从而TC也随之下降。磁性测试结果显示,所有的实验样品在TC附近都经历了FM相变。通过X射线光电子能谱(XPS)实验,发现Ti离子的掺杂,改变了Ir离子中+4价态的占位比,也相应的改变了化合物的磁学性质。
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