磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr_(14)(Cu_(0.97)M_(0.03))_(24)O_(41)(M=Zn,Ni,Co)的结构和电输运性质

• 作者: 刘雍 张悦 汪丽莉 熊锐 石兢 程莉 胡妮 蒲十周 魏伟
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 自旋梯状化合物 Sr_(16)Cu_(24)O_(41)B位掺杂 输运性质
• 年，卷（期）: 2010,（2）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、热学和力学性质
• 页码范围: 1155-1162
• 分类号: O4
• 语种: 中文

摘要

利用固相反应法制备了Sr_(14)Cu_(24)O_(41)及其系列B位掺杂Sr_(14)(Cu_(0.97)M_(0.03))_(24)O_(41)(M=Zn,Ni,Co)的样品.X射线衍射分析显示,所有样品均为纯相,晶格常数a与c没有明显的变化;Zn掺杂样品晶格常数b没有明显变化,而Ni,Co掺杂样品晶格常数b分别稍有增加.选区电子衍射研究揭示:磁性元素Ni,Co及非磁性元素Zn掺杂,可能主要替代了Sr_(14)Cu_(24)O_(41)结构中自旋链上的Cu原子,从而影响了自旋链上的dimer排列,破坏电荷有序超结构.电输运测量显示:Zn~(2+),Ni~(2+),Co~(3+)离子掺杂样品的电阻率降低,但仍体现半导体行为,所有的掺杂样品都存在一个渡越温度T_ρ,当T>T_ρ时,其导电机理是以单空穴热激发导电占主要地位,在T<T_ρ时,配对的局域化空穴的一维变程跳跃导电占主要优势;在相同的掺杂量下,非磁性元素Zn掺杂对电阻率值的影响大于磁性元素Ni,Co掺杂的影响,而磁性元素Ni,Co掺杂对渡越温度T_ρ的影响大于非磁性元素Zn掺杂的影响.