完整铜铁矿固溶体(CuAlO2){1-x}(CuCrO2){x}的结构与磁性表征
材料科学
2012-10-03 v3
摘要
我们制备了从抗磁性CuAlO2到t2g^3阻挫反铁磁体CuCrO2的完整铜铁矿固溶体系列。研究了CuAl(1-x)Cr(x)O2中晶体结构和磁性质随组分x的演化，并在此报告。室温晶胞参数遵循Vegard定律，并随x增加而增大，符合预期。在整个固溶体中，有效磁矩等于Cr^3+纯自旋S = 3/2的值。Theta为负，表明主导相互作用是反铁磁性的，其大小随Cr替代而增加。对于稀Cr组分，通过平均场理论估计J_BB为2.0 meV。尽管Theta相当大，但长程反铁磁序直到x非常大时才形成，且之前出现玻璃态行为。本文呈现的数据以及Okuda等人关于稀Al替代的数据表明，非磁性Al的存在导致的磁阻挫降低对磁性的影响不如化学无序和磁交换稀释那么显著。对于所有样品，5 K等温磁化强度在高达5 T的场中未饱和，且观察到最小磁滞。反铁磁相互作用在亚Brillouin行为中清晰可见，每个Cr原子的磁化强度降低。对缩放居里图的检查表明，在CuCrO2中，在其奈尔温度以上存在显著短程反铁磁相互作用，与其磁阻挫一致。在Al替代样品中存在未补偿的短程相互作用，这可能是化学无序的结果。
引用
@article{arxiv.1110.0250,
title = {Structural and magnetic characterization of the complete delafossite solid solution (CuAlO2){1-x}(CuCrO2){x}},
author = {Phillip T. Barton and Ram Seshadri and Andrea Knöller and Matthew J. Rosseinsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.0250},
year = {2012}
}