磁电稀土钒酸盐中低温 Jahn-Teller 相变温度的调控
材料科学
2022-05-17 v1
摘要
少数材料在低温下发生协同 Jahn-Teller（JT）相变，而锆石型氧化物是其中一类，包括 DyVO，其在约 13.6 K 由四方结构转变为正交结构，相变温度区间窄于 0.5 K。由于该结构可容纳多种稀土离子，理应存在丰富途径来改变相变温度及相变的结构效应。我们通过溶液沉淀法合成了纯 DyVO 以及固溶体 DyTmVO（ = 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.5）和 DyPrVO（ = 0.03, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5）。X 射线衍射显示随替代量增加出现系统性峰移及晶格参数的线性变化。我们通过热容测量证明，Tm 与 Pr 替代均导致协同 JT 相变温度下降；当替代水平增大时，JT 相变最终被抑制。我们考察了一个平均场近似模型，该模型可解释 JT 相变温度的偏移及其最终消失。已知这些锆石型氧化物中的协同 JT 效应表现出强磁电响应，这应源于平均场行为。该结构转变可通过衍射轻易探测，并可用作低温实验中的温度校准。
引用
@article{arxiv.2205.06856,
title = {Tuning cryogenic Jahn-Teller transition temperatures in magnetoelectric rare earth vanadates},
author = {Kejian Qu and Daniel P. Shoemaker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.06856},
year = {2022}
}