缺氧 V2O5 纳米颗粒中多种磁相互作用的共存
材料科学
2024-09-17 v3
摘要
本文报道了具有宽泛尺寸分布的缺氧 V2O5 纳米颗粒中竞争磁序的玻璃态自旋共存现象。X 射线光电子能谱给出因显著缺陷密度导致的近 V2O4.65 表面化学计量比。温度依赖的电导率与热电势测量表明了一种极化子传导机制，其跳跃能约为 0.112 eV。V2O5-{\delta} 样品在用 SQUID 磁强计测量时表现出强场及温度依赖的磁行为，在 2–350 K 温度范围内呈现正磁化率。场冷与零场冷数据显示出迟滞，暗示玻璃态行为。由氧空位缺陷形成的小极化子，被 V4+ 电荷缺陷补偿，导致磁电相分离（MEPS）及多种磁交换，如第一性原理计算所预言。这由空位氧位点附近 V 轨道的强杂化所证实。V4+ 缺陷增加显示出反铁磁（AFM）分量。未掺杂 V2O4.9 中的磁多样性源于缺陷密度及其随机分布，导致 MEPS。这涉及极化子中的局域自旋与顺磁（PM）背景上的铁磁（FM）团簇，而 V4+ 二聚体诱导 AFM 相互作用。不同温度下测量的电子顺磁共振谱表明，由于氧缺陷在 g 值 1.97 处存在主导顺磁信号，并伴有一个宽 FM 共振状驼峰。两种信号均随温度升高而减弱。中子衍射数据排除了长程磁有序，反映其成分为 V2O4.886。尽管存在 FM 迟滞，ND 数据中未观察到长程有序，与具有 MEPS 性质的极化子团簇状 FM 一致。
引用
@article{arxiv.2106.10869,
title = {Coexistence of Multiple Magnetic Interactions in Oxygen Deficient V2O5 Nanoparticles},
author = {Tathagata Sarkar and Soumya Biswas and Sonali Kakkar and Appu Vengattoor Raghu and Chandan Bera and Vinayak B Kamble},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10869},
year = {2024}
}