【摘 要】
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我们一般把形如AB2O4结构的化合物称为尖晶石氧化物,其具有电子自旋、电子轨道、亚晶格等多个自由度,这些自由度之间相互竞争耦合使得该化合物体系表现出丰富的物理特性和结构特征。这类化合物是人们研究在同一体系下,各子体系相互竞争耦合的理想材料之一。这极大的引起了人们对它的关注及研究。本论文以在低温下具有丰富磁特性的尖晶石化合物Co Cr2O4为母体,作为我们研究对象。主要研究了Co Cr2O4体系的制
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我们一般把形如AB2O4结构的化合物称为尖晶石氧化物,其具有电子自旋、电子轨道、亚晶格等多个自由度,这些自由度之间相互竞争耦合使得该化合物体系表现出丰富的物理特性和结构特征。这类化合物是人们研究在同一体系下,各子体系相互竞争耦合的理想材料之一。这极大的引起了人们对它的关注及研究。本论文以在低温下具有丰富磁特性的尖晶石化合物Co Cr2O4为母体,作为我们研究对象。主要研究了Co Cr2O4体系的制备、掺杂及掺杂后晶体结构和磁性。主要研究如下:1.采用固相法制备AxCo1-xCr2O4（A=Zn、Ni;0＜x＜1）尖晶石化合物。样品ZnxCo1-xCr2O4（0＜x＜1）经XRD分析发现:掺杂Zn2+取代量的增加,其晶胞参数增大,晶格变大。SEM的图像表明了其晶粒尺寸随着Zn2+的增加而增大。另外,FTIR和XPS图谱表明样品中Zn2+成功取代Co2+;同理掺杂Ni2+分析发现,随着Ni2+取代Co2+增加,其晶胞参数变小,晶格缩小。2.研究了在ZnxCo1-xCr2O4（0＜x＜1）尖晶石化合物体系中掺杂Zn2+对该体系结构和磁性能的影响。我们发现随着掺杂Zn2+不断增加,其晶体结构的会发生改变,这是因为Zn2+和Co2+两者的离子半径不同造成的。该体系的磁性也会随掺杂离子含量改变而改变,故掺杂对改善体系的磁性能有着非常大的帮助;3.研究了NixCo1-xCr2O4尖晶石化合物的结构与磁性以及该体系的自旋玻璃等。研究发现掺杂Ni2+使晶体结构改变,样品的SEM图也证实其晶体结构发生改变。该体系在低温下存在的自旋玻璃态是铁磁相互作用和反铁磁相互作用竞争的结果。随着Ni2+对Co2+的取代,铁磁相互作用逐渐增加并等同于、大于反铁磁相互作用。随着Ni2+的继续增加,铁磁超交换作用JAB逐渐占据主导,其MS和TC的值也增大了。4.研究了Co Mn0.5Cr1.5O4尖晶石化合物的结构和磁性及其体系的负磁化效应。由于该体系掺杂的Mn3+会出现新的Cr3+-Mn3+离子间的磁相互作用,此作用会使子晶格产生与之前磁矩方向相反的额外磁矩,而且随着掺杂量的增加该体系的额外磁矩也会随之变大,结果造成样品磁性减弱,当掺杂的Mn3+达到一定程度时,产生的额外反向磁矩大于正向磁矩就会产生负磁化效应。
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