(Pr0.7Sm0.3)0.7Ca0.3CoO3 中耦合的价态与自旋态跃迁
强关联电子
2015-06-15 v2
摘要
通过在 Pr-M4,5、Co-L2,3 和 O-1s 边进行的软 X 射线吸收谱 (XAS) 实验，研究了 (Pr0.7Sm0.3)0.7Ca0.3CoO3 中发生的耦合价态与自旋态跃迁 (VSST)。发现该 VSST 由一个以 T*=89.3 K 为中心的尖锐 Pr/Co 价态与 Co 自旋态跃迁组成，随后是在更高温度下较平缓的 Co 自旋态演化。在 T < T* 时，我们发现镨呈现混合价态 Pr3+/Pr4+，其中约含 0.13 Pr4+/f.u.，而所有 Co3+ 均处于低自旋 (LS) 态。在 T 围绕 T* 时，尖锐的价态跃迁将所有 Pr4+ 转化为 Pr3+，并伴随相应的 Co3+ 到 Co4+ 补偿。与此同时，Co3+ 发生同样尖锐的自旋态跃迁，从低自旋态转变为低自旋与高自旋 (HS) 态的非相干混合。可排除 Co3+ 涉及中间自旋 (IS) 态的可能性。虽然在 T* 以上及高温下，该系统表现出与 Sr 掺杂 LaCoO3 相当相似的性质，但在低温下其行为更像 EuCoO3，后者具有高度稳定的 Co3+ LS 构型。显然，负责在低温下形成 Pr4+ 的机制也有助于稳定 Co3+ 的 LS 构型，尽管存在 Co4+ 离子。我们还发现，在本研究调查的整个温度范围 (10-290 K) 内，Co4+ 均处于 IS 态。高温下 Co3+ HS 和 Co4+ IS 的存在促进了材料的导电性。
引用
@article{arxiv.1302.2416,
title = {Coupled valence and spin state transition in (Pr0.7Sm0.3)0.7Ca0.3CoO3},
author = {F. Guillou and Q. Zhang and Z. Hu and C. Y. Kuo and Y. Y. Chin and H. J. Lin and C. T. Chen and A. Tanaka and L. H. Tjeng and V. Hardy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.2416},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 7 figures, Accepted in PRB