Mn掺杂CuCrO2纳米粉体的室温铁磁性

利用固相反应与球磨相结合的方法,制备了(Cu_1-xMn_x)CrO₂ (0≤x≤6 at%) 和 Cu(Cr_1-yMn_y)O₂ (0≤y≤6 at%)两个系列的纳米粉体.结果表明,所有样品都具有3R-CuCrO₂铜铁矿单相结构.晶格膨胀说明Mn离子已分别固溶到(Cu_1-xMn_x)CrO₂的Cu亚晶格中和Cu(Cr_1-yMn_y)O₂的Cr亚晶格中,这在X射线光电子能谱的分析中得到了进一步的证实.B位Mn掺杂样品具有室温铁磁性,磁性源于Cr³⁺-Mn³⁺离子对间以空穴为媒介的双交换相互作用.CuMO₂(M=Cr,Mn)铜铁矿纳米粉体的饱和磁化强度比文献值高出约一个数量级,并随着Mn含量的增大而逐渐减小,主要受到3个因素的共同影响:M-M离子对数目、M-M离子间距及空穴浓度.     

自旋梯状化合物Sr14(Cu1-xZnx)24O41的电输运及磁学性质

采用标准固相反应法制备了Sr14(Cu1-xZnx)24O41(x=0, 0. 01, 0. 02, 0. 03)系列多晶样品. X射线衍射谱表明所有样品均呈单相,且样品晶格常数大小随Zn掺杂量x的变化存在微弱波动. X射线光电子能谱表明Sr14Cu24O41中Cu离子以+2价形式存在,Zn掺杂对体系中Cu离子化合价不造成影响. 磁化率测量结果表明在10~300 K温度范围内Zn掺杂使体系磁化率降低,拟合结果表明随着Zn掺杂量x的增大,居里-外斯项对体系磁化率贡献逐渐减弱,二聚体耦合能JD 逐渐降低,每个分子中CuO2 自旋链内二聚体个数ND 与自由Cu2+离子自旋数NF 均逐渐减少,进一步分析显示替换二聚体内Cu2+离子的Zn2+离子数少于替换自由Cu2+离子的Zn2+离子数. 电阻率测量结果表明Sr14Cu24O41体系具有半导体特性,并且Zn掺杂会使体系电阻率降低,降低程度随掺杂量x增大而增大,但并未使体系发生金属- 绝缘体转变. 认为电阻率降低可能是由于Zn2+离子掺杂使体系内CuO2 自旋链中二聚体发生退耦,破坏了电荷有序超结构,从而使更多的空穴释放出来并转移到导电性好的Cu2O3自旋梯子中所致.     

双层钙钛矿锰氧化物La_(1.34)Sr_(1.66)Mn_(2-x)Cr_xO_7的磁性和输运性质

采用固相反应法制备了双层钙钛矿结构锰氧化物La1.34Sr1366Mn2-xCrCrxO7(x=0,0.1,0.2,0.3.0.4)多晶系列样品,XRD分析表明,所有样品均为Sr3Ti2O7型四方结构,空间群为14/mmm.随着Cr3+离子掺杂浓度的增加,该系列样品的晶胞体积单凋减小.对于少量Cr3+离子掺杂的样品(x=0.1),三维长程铁磁有序转变温度Tc3D升高,二维短程铁磁有序转变温度Tc2D降低;结构分析表明,x=0.1样品的晶格常数c最小,a最大,c/a达到极小值;样品中严重的品格畸变导致双交换作用强度的改变是其磁有序转变温度变化的主要原因.对于大量Cr3+离子掺杂的样品(x=0.3,0.4),Tc3D降低,Tc2D基本保持不变.样品在150～300K范围内电阻率随着温度的降低单凋增加,显示出绝缘体或半导体行为,并且随着Cr离子的掺杂电阻率单调增加.     

掺杂对锰氧化物La_(0.67)Ca_(0.33)Mn_(0.9)A_(0.1)O_3(A:Cr,Co,Fe,Cu)结构的影响

采用固相反应法制备了La0.67Ca0.33Mn0.9A0.1O3(A:Cr,CoFe,Cu)系列样品;利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对系列样品进行了表征,结果表明:样品单相性很好;以元素Cr,Fe,Co替代时,样品呈现较均匀的颗粒,而元素Cu替代时样品呈大片状结构,空洞半径按替代元素Cr,Co,Fe,Cu的顺序逐渐变大,说明替代元素与Mn离子的半径之差Δ是影响样品空洞半径及缺陷的重要因素.     

Ni_(1-x)Mn_xO稀磁半导体的磁性研究

通过X射线吸收近边结构(XANES)、超导量子干涉仪和第一性原理计算研究了脉冲激光沉积法(PLD)制备的Ni1-xMnxO(0.01≤x≤0.05)薄膜的微观结构和磁学性质.X射线吸收近边结构表明,当x≤0.03时,掺杂的Mn替代了NiO晶格中的Ni原子,并且以混合价态(+2/+3)的形式存在.当x0.03时,掺杂的部分Mn离子形成了类Mn2O3杂相.磁性测量表明,随着Mn含量从0.01增加到0.03,Ni1-xMnxO薄膜的饱和磁矩从0.3μB/Mn增加到了0.45μB/Mn.基于第一性原理计算,我们提出Mn3+离子之间通过Ni空位表现出了铁磁性耦合,Mn2+离子之间则通过超交换作用表现出了反铁磁耦合.     

KSrGd(PO_4)_2︰Eu~(2+),Mn~(2+)红色荧光粉的合成和发光性能

采用改进的高温固相法合成了Eu2+/Mn2+掺杂的KSrGd(PO4)2荧光粉.用X射线粉晶衍射仪和荧光光谱仪对样品进行了表征.结果表明:Eu2+离子和Mn2+离子成功掺入了KSrGd(PO4)2晶格中,基质晶体结构未见明显变化.Eu2+的发射峰位于522 nm,Mn2+的发射峰位于618 nm.通过Eu2+和Mn2+之间的能量传递,KSrGd(PO4)2荧光粉在紫外光激发下发出明亮的红光.     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn_2Cu_1)Mn_4O_(12)的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca(Mn2Cu1)Mn4O12/mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0.3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m>0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca(Mn2Cu1)Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0.3和m=0.6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10%左右。     

Fe掺杂La0.67Ca0.33MnO3体系的晶体结构研究

采用固相反应法制备了系列铁掺杂稀土锰基氧化物La0.67Ca0.33Mn1-xFexO3(其中0≤x≤0.1)样品,利用X射线衍射(XRD)对该样品的晶体结构进行了表征.结果表明:在整个替代范围内,样品单相性很好,呈正交相结构,说明铁离子完全进入了晶格内部,铁离子对Mn位的替代是有效的.     

NdIn_(3-x)Mn_x合金化合物的结构和磁电输运性质

本文应用非自耗真空电弧炉制备稀土NdIn3-xMnx(x=0,0.2,0.3,0.5)合金化合物.采用X射线粉末衍射(XRD)研究其相成分和结构,利用TREOR对衍射数据进行指标化,采用Rietveld全谱拟合分析方法测定了NdIn3-xMnx的晶体结构.结果表明:当x≤0.3时,为具有AuCu3型结构,空间群为Pm3m,Z=1,点阵常数a=4.640(6)-4.738(7);当x=0.5时,化合物中出现杂相In.在x≤0.3固溶区,Mn原子部分取代In原子占据3c(0.5,0.5,0)晶位,Nd原子占据1a(0,0,0)晶位.NdIn3-xMnx的磁化曲线显示:当x≤0.2时,呈现出顺磁结构;当x=0.3时,呈现出弱铁磁性和顺磁性的混合.NdIn2.7Mn0.3电阻率在0–300 K区间变化呈半金属性.     

金属间化合物ErFe12-xMnx的结构和磁性

研究了Mn对金属间化合物ErFe12-xMnx的结构和磁性的影响。2．0≤x≤5．0成分范围内的ErFe12-xMnx化合物具有单相ThMn12型结构。晶格常数α和c及单胞体积V随Mn成分的增加而增大。ErFe10Mn2和ErFe9Mn3化合物的热磁曲线上出现了自旋重取向转变,ErFe8Mn4化合物的热磁曲线上出现了补偿点。随着Mn成分增加,居里温度TC单调降低,过渡金属次晶格磁矩μT单调减小。     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn2Cu1)Mn4O12的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca（Mn2Cu1）Mn4O12／mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0．3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m〉0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca（Mn2Cu1）Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0．3和m=0．6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10％左右。     

MnO_2对镍铁尖晶石烧结行为及磁性的影响

通过两步固相反应法合成了不同MnO2质量分数的NiFe2O4尖晶石.利用扫描电镜、X射线衍射仪、差热分析仪、热膨胀仪和振动样品磁力计,分别对样品的结构、物相变化、烧结行为和磁性进行了研究.结果表明,添加的MnO2在烧结过程中发生了分解反应,Mn元素以Mn2+,Mn3+形式进入NiFe2O4尖晶石晶格中,样品无新相生成,材料仍是镍铁尖晶石结构.另外,MnO2能够促进烧结,添加1%MnO2后试样收缩速率达到最大时的温度比纯镍铁尖晶石低59°C.添加1%MnO2时,试样的饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为15.673 emu/g和48.316Oe.     

Ba2YRu1-xCuxO6陶瓷的结构和磁性

采用固相反应技术合成了Cu掺杂的Ba2YRu1-xCuxO6(x=0,0.1,0.15)体系.多晶X射线衍射表明3种样品均具有双倍周期的钙钛矿结构,属于立方晶系;计算得出Ba2YRuO6的晶格常数a为0.834 nm,而Cu的掺杂对晶格常数影响很小.基于双倍周期晶胞的多晶衍射理论计算表明,Y离子和Ru离子分别有序占据原子等效位置,且发现(111)衍射峰为有序分布时的特征峰.利用振动样品磁强计(VSM)技术测量了样品的室温磁化曲线,表明样品在室温下呈现典型的顺磁行为.     

射频磁控溅镀掺杂铜对钛酸锌薄膜中相变化及微结构的影响

探讨了ZnTiO3薄膜掺杂Cu元素对于薄膜性质、相变化与微结构之影响.实验是在一定温度下以射频磁控溅镀系统将铜沉积于ZnTiO3陶瓷靶上,控制沉积于ZnTiO3陶瓷靶上铜含量之后,再沉积掺杂铜的钛酸锌薄膜于SiO2/Si基板上.成长出来的薄膜经由ESCA分析得知铜的质量分数分别为0.84%、2.33%和2.84%.从XRD分析常温下掺杂Cu的ZnTiO3薄膜为非晶质态,经过600℃退火后,ZnTiO3薄膜则由非晶质态转变成Zn2Ti3O8结晶相,而未掺杂铜的ZnTiO3薄膜在600℃退火时并没有结晶相产生.ZnTiO3薄膜经过900℃退火后,Zn2Ti3O8相分解成Zn2TiO4相和TiO2相,且ZnTiO3晶格常数因为Cu离子置换至Zn离子的位置有变小的趋势.由TEM分析证实Cu离子与Zn离子的置换,导致晶格应变产生双晶缺陷.经由XRD、SEM和TEM分析得知掺杂太多的铜会抑制TiO2相的生成,而随着过多的Cu析出,晶体平均晶粒慢慢变小晶格应变也随之降低,以致晶格常数回复往原来晶格常数方向趋近.     

荧光粉Zn_3Ga_2(Ge/Si)_2O_(10)∶Cr~(3+)的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉荧光粉Zn3Ga2(Ge/Si)2O10∶2.5%Cr3+.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)和余辉测试等手段对所制备的样品进行结构表征和发光性能的分析。研究结果表明Zn3Ga2Ge2O10∶Cr3+和Zn3Ga2Si2O10∶Cr3+荧光粉性能差别很大。样品的激发和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱(Cr3+的4T2→4A2跃迁引起的650 nm到800 nm宽带谱)的最大峰值位于698 nm左右,属于Cr3+的2E→4A2跃迁,为近红外发射。样品在380 nm到650 nm之间呈现出两个宽吸收带,属于Cr3+离子4T2→4A1和4T2→4A2能级跃迁。样品在用中心波长为365 nm的紫外灯激发之后,呈现出了长达30多小时的余辉衰减特性。     

3d过渡金属离子在晶体中的光学和磁学性质理论研究的基础和现状

3d过渡金属离子研究较多的是V2+、Cr2+、Cr3+、Mn2、Mn3+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2和Cu2,它们是一类活跃的金属离子,包含这些离子的晶体的光学和磁学性质大多决定于这些离子,这些离子掺杂在其它晶体中常会很大地改变原晶体的物理和化学性质,因而一直是实验和理论研究的热点.介绍了3d过渡金属离子在晶...     

Ca1-xYxMnO3体系的电磁输运性能及团簇玻璃态行为

文章系统地研究了电子型掺杂Ca1-xYxMnO3(0＜x≤0.3)体系的电阻、磁化强度与温度的关系.结果表明,当x≤0.10时,Ca1-xYxMnO3的电阻率随着钇掺杂量的增加而减小,同时反铁磁性(AFM)减小,铁磁性增强;当0.15≤x≤0.30时,Ca1-xYxMnO3电阻率随着钇掺杂量的增加而增加,反铁磁性逐渐增强,铁磁性减弱;另外,磁化强度测量观察到Ca1-xYxMnO3低温下的团簇玻璃态行为,其原因是随着钇离子掺杂量的升高,样品中的Mn3+离子增加并且Mn3+和Mn4+离子不均匀分布导致反铁磁和铁磁团簇在低温下随机共存.     

混合价六核锰簇合物的合成、表征与磁性研究

通过简单三核锰[Mn3O(O2CPh)6(py)2(H2O)]的聚合得到了化合物[Mn6(O)2(PhCO2)10(py)2(MeCN)(H2O)]·0.5CH3OH·1.5H2O.X射线单晶衍射表明,该化合物包含一个由2个{Mn4(μ4-O))四面体共边组成的[Mn6(μ4-O)2]10+金属中心,金属中心外围10个苯甲酸配体、2个吡啶配体,以及1个乙腈分子和1个水分子完成Mn离子的配位位置.结构分析表明,化合物1中Mn离子为混合价态(Mn4ⅡMn2Ⅲ).变温磁化率测定表明,锰离子之间主要存在反铁磁相互作用.     

锰氧化物La0.67Ca0.33Mn0.9A0.1O3的正电子湮没研究

采用固相反应法制备了La0.67Ca0.33Mn0.9A0.1O3(其中A为Cr、Co、Fe、Al、Cu)系列Mn位替代的氧化物样品;利用正电子湮没对该系列样品的结构缺陷进行了分析,结果表明:τ1的变化范围不大,表明样品主要受大尺寸点缺陷的影响,τ2的变化比较明显,说明样品内存在一定数量的空洞及微空洞等缺陷.类比合金中正电子长寿命与缺陷簇之间的关系,估算了元素替代后样品的缺陷半径大小,可能大的空位团簇、位错和晶界在样品中起着重要作用.按Cr、Co、Fe、Al、Cu的掺杂顺序,平均寿命τavg逐渐增加,而电子密度ne则逐渐减小.说明元素掺杂引起锰离子局域环境的改变,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素的影响,导致了正电子寿命各参数的变化.     

LaMn_(1-x)Te_xO_(3+δ)的反常磁输运现象分析

通过固体反应法制备出了Mn位Te掺杂氧化物:LaMn1-xTexO3+δ.X光电子能谱测量结果表明Te离子在样品中具有Te4+价态,Mn3+离子因受富氧及Te4+替换影响而部分转变成Mn2+和Mn4+,以致LaMn1-xTexO3系列样品中同时存在Mn2+,Mn3+,Mn4+三种价态,当Mn3+在样品中的含量远大于Mn2+及Mn4+两者含量和时,样品则具有绝缘态特征,但当Mn3+含量与Mn2+及Mn4+两者含量和相当时,样品则随温度的升高而产生了金属-绝缘态相变.对于这种反常的磁输运现象,用双交换(DE)机制进行了的分析和讨论.