掺杂层状钴钙钛矿中的短程电荷与自旋超结构

我们利用弹性中子散射研究了层状钙钛矿铜氧化物和镍氧化物的钴类似物Pr$_{2-x}$Ca$_x$CoO$_4$（$0.39 \leq x \leq 0.73$）和La$_{2-x}$Sr$_x$CoO$_4$（$x = 0.61$）。我们发现了依赖于掺杂的电荷和磁矩的非公度短程有序，这在钴氧化物中出现在重掺杂范围$0.5 \lesssim x \lesssim 0.75$内。电荷有序在室温下已经存在，并且在冷却过程中没有变化。其传播矢量的非公度性${\bf Q}_c = (\epsilon_c,0,l)$大致与Co$^{2+}$离子的浓度成比例，$\epsilon_c \sim (1-x)$。磁有序仅在低温$T\lesssim 40$ K下建立，并且具有两倍的周期，表明最近邻Co$^{2+}$自旋之间以反铁磁关联为主。