(PrEu)_0.7Ca_0.3CoO_3钴氧化物中自旋态转变的相图与同位素效应

我们展示了(Pr$_{1-y}$Eu$_y$)$_{0.7}$Ca$_{0.3}$CoO$_3$钴氧化物的磁化强度、热膨胀、比热、电阻率和交流磁化率的研究。测量是在$y = 0.12 - 0.26$和$y = 1$的陶瓷样品上进行的。基于这些结果，我们构建了包含磁性和自旋态转变的相图。对于$y > 0.18$的样品，观察到从低自旋态到中间自旋态的转变，而对于较低的Eu掺杂水平，没有自旋态转变，但发生了铁磁态和顺磁态之间的交叉。讨论了氧同位素替代以及Eu掺杂对磁性/自旋态的影响。发现氧同位素替代（$^{16}$O替换为$^{18}$O）将磁性和自旋态相边界都移向更低的Eu浓度。同位素效应对自旋态转变温度（$y > 0.18$）相当强，但对铁磁态转变（$y < 0.18$）则弱得多。结果表明，低Eu掺杂样品中的铁磁有序是由Co$^{4+}$离子促进的，这些离子有利于相邻Co$^{3+}$离子形成中间自旋态。