條紋相鎳氧化物材料的無(wú)序效應(yīng)研究.pdf

1、最近幾年，大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及理論研究表明，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)過渡金屬氧化物的基態(tài)并不是空間均勻的。比如說在銅氧化物超導(dǎo)體和絕緣的鎳氧化物中觀察到的自發(fā)出現(xiàn)的條紋狀有序結(jié)構(gòu)，這主要是由于自旋、電荷和晶格自由度之間的相互作用造成的。而且，大量的結(jié)果表明條紋相本身對(duì)于理解銅氧化物中的高溫超導(dǎo)電性至關(guān)重要。在本文中，我們主要研究了條紋有序材料La5/3Sr1/3NiO4的不同無(wú)序效應(yīng)，同時(shí)仔細(xì)研究了樣品的結(jié)構(gòu)、輸運(yùn)行為和磁性質(zhì)等相關(guān)信息。另外我

2、們也詳細(xì)對(duì)比了不同無(wú)序?qū)悠肺镄缘挠绊?，并取得了一些有意義的結(jié)果。詳細(xì)的結(jié)果及討論如下：
　　 第一章中，我們首先簡(jiǎn)單的綜述了最近關(guān)于銅氧化物超導(dǎo)體中條紋相的研究進(jìn)展，特別是條紋結(jié)構(gòu)與超導(dǎo)電性的關(guān)系。然后，我們?cè)敿?xì)的介紹了層狀鎳氧化物中的傾斜條紋有序結(jié)構(gòu)，列舉了大量的已經(jīng)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，另外，還介紹并討論了一些到目前為止還不清楚的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
　　 第二章中，我們使用溶膠=凝膠方法合成了納米尺寸的顆粒并且研究了不同顆粒尺寸

3、樣品的結(jié)構(gòu)、輸運(yùn)以及磁行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與塊材樣品相比，小顆粒樣品中的長(zhǎng)程電荷有序被明顯地抑制；同時(shí)，伴隨著反鐵磁自旋有序結(jié)構(gòu)的消失，在大約23 K附近，出現(xiàn)了一個(gè)鐵磁型的轉(zhuǎn)變。紅外透射光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這個(gè)新增的鐵磁相是由于顆粒表面的結(jié)構(gòu)畸變所引起的。此外，對(duì)于尺寸大約為100nm的樣品，其自旋玻璃/自旋重定向轉(zhuǎn)變溫度TCA約為65 K，這要比塊材樣品高出約12 K。這個(gè)結(jié)果表明，低溫的這一復(fù)雜的磁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與樣品中的穩(wěn)定的電荷有序結(jié)構(gòu)

4、關(guān)系不大，相反，樣品的結(jié)構(gòu)無(wú)序和畸變將對(duì)鎳氧化物中的條紋結(jié)構(gòu)有著十分明顯的影響。
　　 第三章中，我們研究了一系列的A位離子無(wú)序的條紋相樣品Ln5/3M1/3NiO4(Ln=La，Nd；M=Ca，Sr，Ba)。結(jié)果表明，隨著無(wú)序度的增加，電荷有序轉(zhuǎn)變溫度在逐漸的減小。但是與之相反的是，一個(gè)增強(qiáng)的反鐵磁自旋有序相關(guān)的小圓丘卻隨著無(wú)序度的增加而越來越明顯。這一結(jié)果同時(shí)暗示，對(duì)于A位無(wú)序的銅氧化物超導(dǎo)體來說，A位無(wú)序所誘導(dǎo)的超導(dǎo)抑制與

5、贗能隙增強(qiáng)可能與之有關(guān)。另外，我們還觀察到并區(qū)分了兩個(gè)不同的磁轉(zhuǎn)變溫度，這兩個(gè)溫度對(duì)于無(wú)序的依賴關(guān)系有明顯的區(qū)別。我們?cè)贏位無(wú)序的樣品中也觀察到了低溫類自旋玻璃的轉(zhuǎn)變溫度隨無(wú)序度的增加而增加，這一結(jié)果再次證實(shí)了無(wú)序?qū)τ诘蜏胤瞧胶獯判袨橛兄鴽Q定性的影響。同時(shí)，我們?cè)谶@一系列樣品中也觀察到了非線性的Ⅰ-Ⅴ導(dǎo)電性為，但是隨后的研究表明，這一反常的輸運(yùn)行為并不是所謂的電致電阻效應(yīng)，而是由于樣品在電場(chǎng)下產(chǎn)生的焦耳熱所引起的。這表明，我們的A位無(wú)序