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应力对Cs2CuBr4和Cs2CuCl4三角格子反铁磁阻挫材料的结构和磁性的影响

2020-12-08阅读(572)

应力对Cs2CuBr4和Cs2CuCl4三角格子反铁磁阻挫材料的结构和磁性的影响

论文摘要

三角格子反铁磁阻挫材料作为磁阻挫材料的重点研究对象具有很多新奇的磁状态,如量子自旋液体、1/3饱和磁矩磁化平台等。对这些材料进行深入研究可以更好的理解磁性阻挫材料的基态行为。本论文主要通过高压技术研究Cs2CuBr4和Cs2CuCl4两种三角格子磁阻挫材料在压力下的结构和磁行为,以及掺杂对磁性质的影响。主要研究内容如下:1、通过恒温溶液蒸发法制备了Cs2CuBr4、Cs2CuCl4和Cs2-xKxCuBr4-xClx系列单晶样品。通过六面顶大压机对Cs2CuBr4进行加压-保压处理用于非原位高压磁测量实验。2、Cs2CuBr4的原位高压实验表明:随着压力的增大Cs2CuBr4在5 GPa左右发生压力诱导的结构相变;在5 GPa以下保持正交结构、Pnma空间群;在5 GPa以上变为单斜结构、P2/m空间群。3、Cs2CuCl4的原位高压实验表明:随着压力的增大Cs2CuCl4在5 GPa左右发生压力诱导的结构相变,样品颜色逐渐由黄色变为橘红色。在5 GPa以下,随着压力的增加CuCl4四面体中的Jahn-Teller效应受到抑制。4、经过加压-保压处理的Cs2CuBr4样品仍然保持正交结构。随着压力的增加样品的晶格常数减小,居里-外斯温度逐渐增大。K+、Cl-共掺Cs2-xKxCuBr4-xClx系列样品的晶格常数随着掺杂量的增加逐渐减小,居里-外斯温度逐渐增大。加压处理的样品和离子掺杂样品的结构和磁行为基本一致,晶格常数的减小导致样品的居里-外斯温度增大,表明了bc面内的反铁磁相互作用增大。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 磁性阻挫材料
  •     1.1.1 磁性阻挫
  •     1.1.2 几何阻挫
  •     1.1.3 自旋玻璃
  •     1.1.4 自旋液体
  •     1.1.5 自旋冰
  • 2CuX4型三角格子磁阻挫材料'>  1.2 Cs2CuX4型三角格子磁阻挫材料
  • 2CuX4的晶体结构'>    1.2.1 Cs2CuX4的晶体结构
  • 2CuX4的研究现状'>    1.2.2 Cs2CuX4的研究现状
  •   1.3 高压下A2BX4 型化合物的研究现状
  • 2BX4型化合物的结构和性质'>    1.3.1 A2BX4型化合物的结构和性质
  •     1.3.2 压力对结构和磁性的影响
  • 2CoCl4和Cs2CuCl4的高压研究'>    1.3.3 Cs2CoCl4和Cs2CuCl4的高压研究
  •   1.4 本论文的主要研究内容
  • 第二章 实验方法及相关理论基础
  •   2.1 样品的制备方法
  •     2.1.1 溶液生长法
  •     2.1.2 高压制备样品的方法
  •   2.2 高压实验技术简介
  •     2.2.1 金刚石对顶砧高压技术
  •     2.2.2 金刚石对顶砧
  •     2.2.3 封垫的选择
  •     2.2.4 传压介质
  •     2.2.5 压力的标定
  •     2.2.6 实验步骤
  •   2.3 高压拉曼
  •     2.3.1 拉曼光谱
  •     2.3.2 高压拉曼光谱
  •   2.4 高压同步辐射XRD实验
  •     2.4.1 X射线衍射原理
  •     2.4.2 同步辐射光源
  •   2.5 磁性测量
  •   2.6 Jahn-Teller畸变
  •   2.7 本章小结
  • 2CuBr4的结构研究'>第三章 高压下Cs2CuBr4的结构研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 实验过程
  •     3.2.1 样品制备
  •     3.2.2 高压实验
  • 2CuBr4的XRD图谱'>  3.3 Cs2CuBr4的XRD图谱
  • 2CuBr4XRD图谱的Rietveld精修'>  3.4 Cs2CuBr4XRD图谱的Rietveld精修
  • 2CuBr4的原位高压拉曼光谱'>  3.5 Cs2CuBr4的原位高压拉曼光谱
  • 2CuBr4的常压拉曼光谱'>    3.5.1 Cs2CuBr4的常压拉曼光谱
  • 2CuBr4的高压拉曼光谱'>    3.5.2 Cs2CuBr4的高压拉曼光谱
  • 2CuBr4的高压相变分析'>    3.5.3 Cs2CuBr4的高压相变分析
  • 2CuBr4的高压XRD实验'>  3.6 Cs2CuBr4的高压XRD实验
  • 2CuBr4的高压XRD图谱'>    3.6.1 Cs2CuBr4的高压XRD图谱
  • 2CuBr4的高压相结构'>    3.6.2 Cs2CuBr4的高压相结构
  •   3.7 状态方程
  •   3.8 本章小结
  • 2CuCl4的结构研究'>第四章 高压下Cs2CuCl4的结构研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 实验过程
  •     4.2.1 样品制备
  •     4.2.2 高压实验
  • 2CuCl4的XRD图谱'>  4.3 Cs2CuCl4的XRD图谱
  • 2CuCl4XRD图谱的Rietveld精修'>  4.4 Cs2CuCl4XRD图谱的Rietveld精修
  • 2CuCl4的原位高压拉曼光谱'>  4.5 Cs2CuCl4的原位高压拉曼光谱
  • 2CuCl4的常压拉曼光谱'>    4.5.1 Cs2CuCl4的常压拉曼光谱
  • 2CuCl4的高压拉曼光谱'>    4.5.2 Cs2CuCl4的高压拉曼光谱
  • 2CuCl4的高压相变分析'>    4.5.3 Cs2CuCl4的高压相变分析
  • 2CuCl4的低压相分析'>    4.5.4 Cs2CuCl4的低压相分析
  •   4.6 本章小结
  • 2CuBr4的结构和磁性'>第五章 高压制备和K、Cl共掺Cs2CuBr4的结构和磁性
  •   5.1 引言
  •   5.2 样品的制备方法
  • 2CuBr4样品的方法'>    5.2.1 高压制备Cs2CuBr4样品的方法
  •     5.2.2 K、Cl共掺杂系列样品的制备
  • 2CuBr4的晶体结构'>  5.3 加压Cs2CuBr4的晶体结构
  • 2CuBr4的XRD图谱'>    5.3.1 加压Cs2CuBr4的XRD图谱
  • 2CuBr4XRD图谱的Rietveld精修'>    5.3.2 加压Cs2CuBr4XRD图谱的Rietveld精修
  • 2CuBr4的拉曼光谱分析'>    5.3.3 加压Cs2CuBr4的拉曼光谱分析
  • 2CuBr4的晶体结构'>  5.4 K、Cl共掺Cs2CuBr4的晶体结构
  • 2-xKxCuBr4-xClx的XRD图谱'>    5.4.1 Cs2-xKxCuBr4-xClx的XRD图谱
  • 2-xKxCuBr4-xClxXRD图谱的Rietveld精修'>    5.4.2 Cs2-xKxCuBr4-xClxXRD图谱的Rietveld精修
  • 2-xKxCuBr4-xClx的拉曼光谱'>    5.4.3 Cs2-xKxCuBr4-xClx的拉曼光谱
  •   5.5 磁性分析
  • 2CuBr4的磁性'>    5.5.1 加压Cs2CuBr4的磁性
  • 2-xKxCuBr4-xClx的磁性'>    5.5.2 K、Cl共掺Cs2-xKxCuBr4-xClx的磁性
  •   5.6 本章小结
  • 总结和展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 薛开元

    导师: 陈熹

    关键词: 三角格子,阻挫,高压,结构相变

    来源: 华南理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 华南理工大学

    分类号: O482.54

    DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.001339

    总页数: 74

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