Fe掺杂对自旋梯状化合物Sr14(Cu1-yFey)24O41的结构和电输运性质的影响

• 作者: 余祖兴 林颖 汤五丰 汪丽莉 熊锐 石兢 胡妮 谢卉
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 强关联电子系统 自旋梯状结构化合物 晶体结构 电输运性质
• 年，卷（期）: 2006,（7）
• 所属期刊栏目: 流体、等离子体和放电
• 页码范围: 3480-3487
• 页数: 8页
• 分类号: O4
• 字数: 6994字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-3290.2006.07.047

摘要

采用常规的固相合成法分别制备了Fe3+掺杂和2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂的两组Sr14(Cu1-yFey)24O41系列样品.X射线衍射分析显示,当Fe3+离子的掺杂量y≤0.03以及2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂量y≤0.02时,样品呈较纯的单相,并且对于每组样品,随着掺杂离子含量的增加,样品的晶格常数a,b的值逐渐减小.电输运性质的测试分析表明,Fe3+掺杂系列样品中随Fe3+离子含量的增加,样品的电阻率单调减小,揭示了Cu2O3自旋梯子上的空穴载流子浓度增加.进一步分析显示在电阻与温度关系曲线上存在一个渡越温度Tρ,在Tρ上下Sr14(Cu1-yFey)24O41系统存在两种导电机理:在Tρ以上,自旋梯子上单个空穴的热激发对电导有贡献;在Tρ以下,一维配对的局域化的空穴跳跃电导起主要作用.2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂样品的输运性质呈现非单调变化的趋势.讨论给出了掺杂引起晶格常数变化与电输运性质变化的关联机理.