Nd2NiO4+d (d~0.11) 中氧掺杂导致的结构无序与磁关联
材料科学
2021-01-14 v1
摘要
我们通过同步辐射X射线粉末衍射、中子单晶与粉末衍射研究，结合宏观磁测量，在2-300 K温度范围内研究了氧过化学计量对Nd2NiO4+d (d~0.11)中顶端氧无序与磁关联的影响。在所研究的温度范围内，该化合物结晶为四方公度结构，空间群为P42/ncm，过量氧原子占据4b (3/4 1/4 1/4)间隙位，由四个顶端氧原子配位。赤道与顶端氧原子表现出大而各向异性的热位移参数，其绝对值相较于Nd2NiO4.23相显著减小。对中子单晶衍射数据的最大熵分析揭示了顶端氧原子位移参数的非谐贡献，方向指向最近的空4b间隙位，这与声子辅助氧扩散机制相关。宏观磁化测量与中子粉末衍射研究表明，Ni亚晶格在TN ~ 53 K发生长程反铁磁有序，并沿c轴具有弱铁磁分量，而Nd亚晶格的长程磁有序出现在10 K以下。温度依赖的中子衍射图谱显示，在TN出现传播矢量k = (100)的公度磁有序，并在30 K以下出现额外的非公度相，而在2 K时两相共存。该公度磁结构最好用P42/nc`m` Shubnikov空间群描述。在2 K时精修得到的Ni位与Nd位磁矩分别为1.144(76) μB和1.632(52) μB。我们讨论了非公度相的可能起源，并提出了一种暂定的磁相图。
引用
@article{arxiv.2101.05178,
title = {Structural disorder and magnetic correlations driven by oxygen doping in Nd2NiO4+d (d ~ 0.11)},
author = {Sumit Ranjan Maity and Monica Ceretti and Lukas Keller and Jürg Schefer and Tian Shang and Ekaterina Pomjakushina and Martin Meven and Denis Sheptyakov and Antonio Cervellino and Werner Paulus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.05178},
year = {2021}
}