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在外界条件激励下,强关联材料的电荷有序态表现出丰富的动态响应特征,出现了一些新的物理现象。本文主要关注的问题是电荷有序系统的结构相变以及电场作用下的物理行为。
(1) LuFe2O4中的电荷序和非线性电输运行为。在施加外加电场作用的同时,利用原位透射电子显微镜(in situ TEM)技术对电子型铁电体材料LuFe2O4的结构变化进行了系统观察,根据实验结果,分析了在电场作用下电荷有序态的转变与所观察到的电致电阻效应的关系。
(2) Lu2Fe3O7中的负微分电阻效应。电输运性能测量发现Lu2Fe3O7同时具有N型和S型负微分电阻效应。利用原位TEM技术观察了在电场作用下电荷有序态的动态响应过程,并提出了相应的模型,合理解释了这些变化的物理内涵。探讨了负阻效应产生的根源及体系中的自发电压振荡效应。
(3) Pr(Sr0.2Ca1.8)Mn2O7的非线性电输运特性。实验测量发现Pr(Sr0.2Ca1.8)Mn2O7具有明显的N型负阻特性,分析了电流—电压曲线中的负阻效应及其和电荷序相变的关系。对其中的自发电压振荡信号进行了初步分析。
(4) La0.5Sr1.5MnO4电荷有序相变的结构精修。认真分析了La0.5Sr1.5MnO4中伴随电荷有序相变产生的晶体结构调制,使用电子衍射多层法结构精修方法计算得到结构畸变过程中的原子位移,并利用第一性原理计算分析了电荷有序态的电子结构特征。