位点稀释与电荷无序对 SrRu$_{1-x}$Ga$_x$O$_3$ 物理性质的影响

在此，我们报道掺杂 SrRu$_{1-x}$Ga$_x$O$_3$（$x$ $\le$ 0.2）中结构、磁性与输运行为的演化。非磁性掺杂剂 Ga$^{3+}$（3$d^{10}$）不仅在 SrRuO$_3$ 中起到磁性位点稀释作用，还改变了 Ru 的电荷态与电子密度。我们的研究表明，Ga$^{3+}$ 替代不影响 SrRuO$_3$ 原有的正交-\textit{Pbnm} 结构，这归因于其与 Ru$^{4+}$ 匹配的离子半径。然而，Ga$^{3+}$ 对 SrRuO$_3$ 的磁性有实质影响，它降低了磁矩与磁转变温度 $T_c$。此外，该稀释在 $T_c$ 附近诱导 Griffiths 相行为，并在低温下以更高掺杂浓度呈现团簇玻璃行为。磁临界指数 $\beta$ 因该位点稀释效应随 $x$ 增大。Ga$^{3+}$ 在 $x$ $>$ 0.05 时于 SrRuO$_3$ 中诱导出绝缘态。样品在顺磁态及绝缘态中的电荷输运均可用 Mott 修正变程跳跃模型良好描述。SrRuO$_3$ 中 $T_c$ 正下方的金属电荷输运遵循费米液体行为，但在低温下失效。我们进一步通过幂律行为发现了场依赖磁电阻与磁化强度之间的关联。