Fe掺杂对钙钛矿钴氧化物磁性的影响

我们系统地研究了Fe掺杂钙钛矿钴氧化物多晶样品的磁性和输运性质：Pr$_{1-y}$Ca$_{y}$Co$_{1-x}$Fe$_x$O$_3$（$y$=0.3，$x$=0-0.15；$y$=0.45，$x$=0-0.3）和Gd$_{0.55}$Sr$_{0.45}$Co$_{1-x}$Fe$_x$O$_{3}$（$x$=0-0.3）。在Pr$_{1-y}$Ca$_{y}$Co$_{1-x}$Fe$_x$O$_3$体系中，Fe掺杂导致铁磁性增强，但随着Fe含量的进一步增加，铁磁性被抑制，并在高Fe掺杂水平下观察到自旋玻璃行为。相反，在Gd$_{0.55}$Sr$_{0.45}$Co$_{1-x}$Fe$_x$O$_{3}$体系中，只要掺杂Fe，铁磁性就被抑制，并且在Fe掺杂高达0.3的样品中未观察到自旋玻璃行为。通过Fe$^{3+}$-O-(LS)Co$^{4+}$的铁磁相互作用与通过Fe$^{3+}$-O-Fe$^{3+}$和Fe$^{3+}$-O-(IS)Co$^{3+}$的反铁磁相互作用之间的竞争被认为是造成上述行为的原因。A位离子的平均半径在决定Fe掺杂主要引入何种类型的相互作用中起关键作用。