Mn掺杂四方氧化锆中不存在铁磁性
材料科学
2013-02-21 v2
摘要
在最近的一篇快报中，第一性原理研究预测Mn掺杂的ZrO2化合物由于预期在远高于室温下表现出铁磁性，可能是自旋电子学应用的良好候选材料。我们的目的是从实验上解决Mn掺杂四方氧化锆的这一争议。我们采用标准固态平衡方法制备了Y0.15(Zr0.85-yMny)O2 (y=0, 0.05, 0.10, 0.15 & 0.20)多晶样品。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、元素颜色映射、X射线光电子能谱和磁化测量对所得样品进行了仔细表征。从详细的结构分析中，我们观察到5% Mn掺杂的化合物结晶为两种对称性（主导的四方相和单斜相），而更高Mn掺杂的化合物仅发现为四方对称性。Mn 3s芯能级X射线光电子能谱的谱分裂证实Mn离子处于Mn3+氧化态，并表明局部磁矩约为4.5 μB/Mn。磁测量表明，高达10% Mn掺杂的化合物是顺磁性的，具有反铁磁相互作用。然而，更高Mn掺杂的化合物表现出局域亚铁磁有序。因此，在所有Mn掺杂的四方ZrO2样品中均未观察到铁磁性。
引用
@article{arxiv.1009.5583,
title = {Absence of Ferromagnetism in Mn-doped Tetragonal Zirconia},
author = {S. K. Srivastava and P. Lejay and B. Barbara and O. Boisron and S. Pailhès and G. Bouzerar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.5583},
year = {2013}
}
备注
20 pages, 4 figures