近半掺杂 Na$_{0.46}$CoO$_{2}$中涌现的电荷有序

我们利用中子粉末衍射探测了层状 Na$_{x}$CoO$_{2}$在近半掺杂组分$x=$0.46 处、2 至 600K 温度范围内的晶体结构。我们的测量显示了 Na 离子运动在 300K 发生动态转变的证据，这与面内晶格常数接近零热膨胀的 onset 相吻合。Na 有序对 CoO$_{2}$层的影响反映在两个晶体学不等价 Co 位点的八面体畸变中，即使在高温下也显而易见。我们发现低于\Tco=150K 时，存在弱电荷分离成 Co$^{+3.5+\epsilon}$和 Co$^{+3.5-\epsilon}$条纹的证据，其中$\epsilon\sim0.06e$。我们认为在\tm=88K 磁相变处观察到的 Na(1)-O 键长变化反映了 CoO$_{2}$层电子态的变化。