高轨道过渡金属氧化物中金属—绝缘体转变的调控研究
发布时间：2021-01-20 09:13
金属-绝缘体相变（MIT）是强关联电子物理中非常重要的宏观量子现象。以3d过渡金属氧化物为代表的强关联电子体系中,通过适当掺杂载流子或者施加化学或物理压力展宽能带,可以实现Mott绝缘体的金属化。在MIT转变区域,电子兼具局域和巡游特性,电荷、自旋、轨道和晶格等量子自由度存在强烈的耦合与竞争,且各种相互作用能量尺度接近,对外部激励的响应异常敏感,很容易调控各种相互作用能量之间的微妙平衡,实现不同量子态之间的转变,进而诱发诸如高温超导和庞磁电阻等奇特的物理现象。因此,MIT及其综合外场调控一直是强关联电子领域的重点研究内容。相对于3d过渡金属氧化物,4d和5d轨道电子更接近局域-巡游过渡区域,而且自旋-轨道耦合作用显著增强,几乎与在位库伦能U和能带宽度W的能量尺度相当,造成了许多新颖的电、磁学性质。因此,本论文针对多个具有金属-绝缘体转变的4d/5d过渡金属氧化物体系进行了系统的调控研究,试图揭示MIT相变机制以及相关现象的物理现象。取得的主要结果包括:1.针对烧绿石Cd2Ru2O7在反铁磁有序温度以下出现的反常金属态,我...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
烧绿石结构示意图
图 1.3 （a）简单金红石结构 AO2示意图；（b）单斜的二重金红石（birutile）结构示意图；（c）三重反金红石结构示意图。这些金红石型结构的八面体均沿着一个方向共边连接。Fig. 1.3 (Color online) Schematic drawing of the crystal structures for (a) the simple rutile AO2, (b)the monoclinically distorted “birutile”ABO4, and (c) the inverse trirutile A2BO6. These rutile-typederivatives are featured by the edge-shared octahedral chains along one direction.MX21.3.3白铁矿和砷黄铁矿结构二元过渡金属氧化物 MX2中，M 元素一般为 3d 过度金属元素，如 Cr、Fe、Co、Ni；而 X 元素一般选择 P、As 或 Sb。这种配位的结构一般有两种对称性：低对称性和高对称性[51, 52]。其中，低对称性结构为正交结构，空间群为 Pnnm，如 CrSb2，FeSb2，CoSb2和 NiSb2；在该结构中，M 原子与最近邻的 6 个 X 原子形成八面体(如图 1.4（a）），X-X 键的键长几乎等于单键四面体共价半径之和。过渡金属原子 M 由 6 个 X 原子相互协调，具有+4 价态。
操作更加简便。在一级压砧中心形成的立方 的碳化钨锤头组成的二级压力系统。在二级压砧的立放置八面体传压介质，如图 2.2 所示。立方块上磨掉使得压力能够高效地传给八面体，同时还可以避免碳验中选用的传压介质为产自南非的天然叶腊石，具有稳定，并且在高压下具有很好的流动性和耐热性的特压介质。叶腊石在使用前通常需要在150 ℃的条件下的水分，使其化学性质更加稳定，避免实验过程中“样品以及加热元件放在八面体传压介质内。在施加单心移动，挤压八面体传压介质，最终将压力传到样品间是 0.5mm 厚的环氧树脂板，主要起电绝缘的作用钨锤头外的环氧树脂板上打孔，并在孔中嵌入相同厚过加热元件，从而加热样品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温高压合成新型量子功能材料[J]. 程金光,吕世杰. 现代物理知识. 2017(02)
[2]5d过渡金属氧化物—Weyl半金属奇异量子物性研究[J]. 万贤纲. 物理学进展. 2014(01)
[3]Eu2-xPbxRu2O7中的金属-绝缘体相变和自旋玻璃态行为[J]. 邱梅清,方明虎. 物理学报. 2006(09)
本文编号：2988778
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
烧绿石结构示意图
图 1.3 （a）简单金红石结构 AO2示意图；（b）单斜的二重金红石（birutile）结构示意图；（c）三重反金红石结构示意图。这些金红石型结构的八面体均沿着一个方向共边连接。Fig. 1.3 (Color online) Schematic drawing of the crystal structures for (a) the simple rutile AO2, (b)the monoclinically distorted “birutile”ABO4, and (c) the inverse trirutile A2BO6. These rutile-typederivatives are featured by the edge-shared octahedral chains along one direction.MX21.3.3白铁矿和砷黄铁矿结构二元过渡金属氧化物 MX2中，M 元素一般为 3d 过度金属元素，如 Cr、Fe、Co、Ni；而 X 元素一般选择 P、As 或 Sb。这种配位的结构一般有两种对称性：低对称性和高对称性[51, 52]。其中，低对称性结构为正交结构，空间群为 Pnnm，如 CrSb2，FeSb2，CoSb2和 NiSb2；在该结构中，M 原子与最近邻的 6 个 X 原子形成八面体(如图 1.4（a）），X-X 键的键长几乎等于单键四面体共价半径之和。过渡金属原子 M 由 6 个 X 原子相互协调，具有+4 价态。
操作更加简便。在一级压砧中心形成的立方 的碳化钨锤头组成的二级压力系统。在二级压砧的立放置八面体传压介质，如图 2.2 所示。立方块上磨掉使得压力能够高效地传给八面体，同时还可以避免碳验中选用的传压介质为产自南非的天然叶腊石，具有稳定，并且在高压下具有很好的流动性和耐热性的特压介质。叶腊石在使用前通常需要在150 ℃的条件下的水分，使其化学性质更加稳定，避免实验过程中“样品以及加热元件放在八面体传压介质内。在施加单心移动，挤压八面体传压介质，最终将压力传到样品间是 0.5mm 厚的环氧树脂板，主要起电绝缘的作用钨锤头外的环氧树脂板上打孔，并在孔中嵌入相同厚过加热元件，从而加热样品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温高压合成新型量子功能材料[J]. 程金光,吕世杰. 现代物理知识. 2017(02)
[2]5d过渡金属氧化物—Weyl半金属奇异量子物性研究[J]. 万贤纲. 物理学进展. 2014(01)
[3]Eu2-xPbxRu2O7中的金属-绝缘体相变和自旋玻璃态行为[J]. 邱梅清,方明虎. 物理学报. 2006(09)
本文编号：2988778
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