论文部分内容阅读
过渡金属硫属尖晶石是一类典型的电子强关联材料。一方面，由于电荷、自旋、轨道和晶格等自由度之间的强烈耦合，该体系表现出丰富的物理现象，例如庞磁电阻、庞磁电容、巨克尔旋转、自旋二聚化、磁电耦合等。另一方面，磁阻挫的存在增加了体系复杂性，使体系表现为自旋冰、自旋-轨道液体和轨道玻璃态等复杂行为。依赖于磁场、电场、元素替代以及无序等微扰，各量子态之间微妙平衡，又加大了对该体系物理本质认识的难度。 本论文主要选取铬基硫属尖晶石化合物中的CdCr2S4和ZnCr2S4为研究对象，详细研究了磁电容、磁阻挫及自旋-晶格耦合等性质。具体内容如下: 1、通过比较Cd1-xInxCr2S4(x=0;0.03)多晶在镉蒸汽中退火前后的磁性、介电、电输运等性质，研究了CdCr2S4体系磁电容效应的起源。结果发现退火诱导了Cd0.97In0.03Cr2S4的金属-绝缘体转变及磁电阻和磁电容效应，而经相同退火处理的CdCr2S4仍显示典型的半导体电输运行为且无与磁场相关的（电输运和介电）行为。对退火后的Cd0.97In0.03Cr2S4的阻抗谱拟合以及热电势和电子自旋共振谱表明，此样品中铁磁和顺磁相的共存形成本征的Maxwell-Wagner等效电路，导致了磁电容效应的出现。 2、研究了CdCr2-xInxS4单晶的磁性随铟含量或外加压强的变化，发现增加铟含量或压强都使磁阻挫增强;进而研究了CdCr2-xInxS4(x=0;0.2)单晶在镉蒸汽中退火前后的介电性质，发现与多晶类似，只有退火后的铟掺杂样品具有磁电容效应。 3、研究了磁场或压强对ZnCr2S4磁化强度在TN2附近的热滞的影响，发现磁场或压强的增大都使热滞程度减小，同时也抑制了此处的结构相变，并把磁化强度的热滞归因于结构相变和升降温过程中磁性相的不同演化;又研究了Cd掺杂对ZnCr2S4磁性的调控，发现Cd掺杂完全抑制了ZnCr2S4中两个反铁磁相变，使基态变为类自旋玻璃态，同时也抑制了结构相变。