论文部分内容阅读
Co-Se体系因其丰富的结构而受到了无机化学家们的广泛关注。3d过渡金属钴,能形成CoO6八面体;Ⅵ主族元素硒,易形成含有孤对电子的(SeO3)2-四面体基团,两种基团存在多种配位方式,极有可能产生理想的低维磁性材料。经过大量文献调研,选择几种已知的晶体结构,通过调节基团比例或掺杂其他碱、碱土金属原子,探索具有相同链状结构的物质,对比它们的磁性。基于这种思路,本论文探索三个系列:1.Co-Se-O,2.A-Co-Se-O(A=碱、碱土金属),3.Co-Se-C2O4,通过水热法得出五个晶体。Co2(SeO3)(OH)2磁离子结构为二维层状结构,通过掺杂大半径阳离子得到Ca2Co(HSeO3)2(SeO3)2,但该化合物钴离子相互作用较弱。采用Na+,Li+替换Ca2+进一步改性得到NaCo2(SeO3)2(OH),LiCo2(SeO3)2(OH),两同构晶体。此外根据Co3(SeO3)2(C2O4)晶体结构,通过调节两种阴离子基团比例得到Co4(SeO3)2(C2O4)(OH)2·2H2O。利用EDS能谱、单晶X射线衍射确定它们的组成和结构,将反应得到的微小单晶挑出,研磨后用粉末X射线衍射确定物相为对应晶体的粉末纯相。然后用此样品进行相关磁学表征。 第一章简要介绍三个系列钴亚硒酸盐较为经典的化合物结构和磁性。第二章实验部分详细介绍化合物的反应原料、烧结晶体的温度程序以及磁学性能的表征手段。第三章将重点介绍得到的五种化合物的结构与磁性。其中NaCo2(SeO3)2(OH),LiCo2(SeO3)2(OH),Co4(SeO3)2(C2O4XOH)2·2H2O都是一维锯齿链化合物, Ca2Co(HSeO3)2(SeO3)2结构内具有链条单元。 NaCo2(SeO3)2(OH),LiCo2(SeO3)2(OH)低温时均表现出亚铁磁态,Co4(SeO3)2(C2O4)(OH)2·2H2O在降温过程中可以观察到磁相由长程有序态向短程有序态转变;Co2(SeO3)(OH)2在低温处表现出倾斜反铁磁态,而Ca2Co(HSeO3)2(SeO3)2在低温处只表现出长程反铁磁态。