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磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn, Ni, Co)的结构和电输运性质

汪丽莉 蒲十周 胡妮 张悦 刘雍 魏伟 程莉 熊锐 石兢

磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn, Ni, Co)的结构和电输运性质

汪丽莉, 蒲十周, 胡妮, 张悦, 刘雍, 魏伟, 程莉, 熊锐, 石兢
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-01-20
  • 修回日期:  2009-06-20
  • 刊出日期:  2010-01-05

磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn, Ni, Co)的结构和电输运性质

  • 1. (1)武汉大学物理科学与技术学院,教育部声光材料与器件重点实验室,武汉 430072; (2)武汉大学物理科学与技术学院,教育部声光材料与器件重点实验室,武汉 430072;武汉大学化学与分子科学学院,湖北省有机高分子光电材料重点实验室,武汉 430072; (3)武汉大学物理科学与技术学院,教育部声光材料与器件重点实验室,武汉 430072;武汉大学化学与分子科学学院,湖北省有机高分子光电材料重点实验室,武汉 430072 ;中国科学院国际材料物理中心,沈阳 110016
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10674105)和国家基础科学人才培养基金(批准号:J0830310)资助的课题.

摘要: 利用固相反应法制备了Sr14Cu24O41及其系列B位掺杂Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn,Ni,Co)的样品.X射线衍射分析显示,所有样品均为纯相,晶格常数a与c没有明显的变化;Zn掺杂样品晶格常数b没有明显变化,而Ni,Co掺杂样品晶格常数b分别稍有增加.选区电子衍射研究揭示:磁性元素Ni,Co及非磁性元素Zn掺杂,可能主要替代了Sr14Cu24O41结构中自旋链上的Cu原子,从而影响了自旋链上的dimer排列,破坏电荷有序超结构.电输运测量显示:Zn2+,Ni2+,Co3+离子掺杂样品的电阻率降低,但仍体现半导体行为,所有的掺杂样品都存在一个渡越温度Tρ,当T>Tρ时,其导电机理是以单空穴热激发导电占主要地位,在TTρ时,配对的局域化空穴的一维变程跳跃导电占主要优势;在相同的掺杂量下,非磁性元素Zn掺杂对电阻率值的影响大于磁性元素Ni,Co掺杂的影响,而磁性元素Ni,Co掺杂对渡越温度Tρ的影响大于非磁性元素Zn掺杂的影响.

English Abstract

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