新型A位有序鈣鈦礦的高壓合成及物性研究.pdf

1、鈣鈦礦的原型材料是鈦酸鈣(CaTiO3)，具有ABO3形式的化學(xué)式，其中A位通常由堿金屬、堿土或稀土離子占據(jù)，B位由過渡金屬離子占據(jù)。在ABO3鈣鈦礦中，A、B位具有靈活多變的離子組態(tài)與電荷組態(tài)，因此鈣鈦礦材料不僅展示了各種類型的晶體結(jié)構(gòu)，也蘊(yùn)含了豐富多彩的功能特性，在鐵電、介電、巨磁電阻、高溫超導(dǎo)、多鐵電性等多個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的研究。并且，鈣鈦礦物質(zhì)也是目前應(yīng)用最為廣泛的功能材料之一。本論文在簡單ABO3鈣鈦礦的基礎(chǔ)上，通過在A位引入

2、過渡金屬離子，形成化學(xué)式為AA'3B4O12的A位有序鈣鈦礦，從而對(duì)這類特殊有序鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　A位有序鈣鈦礦LaCu3Fe4O12展示了罕見的溫度誘導(dǎo)的Cu-Fe金屬間電荷轉(zhuǎn)移，并由此導(dǎo)致金屬-絕緣體相變、負(fù)熱膨脹等一系列有趣的物理性質(zhì)。為了研究其電荷轉(zhuǎn)移及相變的本質(zhì)，筆者嘗試在B位引入第二個(gè)過渡金屬離子Cr，研究對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)及Cu、Fe電子態(tài)的影響。在高壓高溫條件下，嘗試合成LaCu3Fe4-xCr

3、xO12(x=1，2，3)系列固溶體，并詳細(xì)研究了材料的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。研究結(jié)果表明，LaCu3Fe4-xCrxO12(x=1，2，3)固溶體系始終保持A位有序立方鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，空間群為Im-3。LaCu3Fe3CrO12磁化率與電阻率均在375K出現(xiàn)反常改變，表明具有與LaCu3Fe4O12類似的Cu-Fe金屬間電荷轉(zhuǎn)移，并且當(dāng)溫度進(jìn)一步降低至175 K左右時(shí)，材料出現(xiàn)反鐵磁相變的跡象。隨著Cr含量的增加，LaCu3Fe2Cr2O1