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本文采用固态烧结和电弧熔炼技术分别制备了LixNi2-xO2固溶体(0.40≤x≤0.91)和Ta1-yFe2+y合金(-0.06≤y≤0.06)。通过X射线衍射以及全谱拟合晶体结构精修,确认了固溶体和合金的晶体结构和金属离子(原子)的占位。利用超导量子干涉仪(SQUID)和物理性能测量系统(PPMS)测量样品的磁性能和电输运性质,确定了物质的磁有序态和电输运机制。 在LixNi2-xO2固溶体中,当0.40≤x≤0.67时,晶体结构为α-LiFeO2型面心立方,Li和Ni离子随机地占据氧八面体间隙。磁状态为长程的反铁磁性序和短程的铁磁序共存。当0.75≤x≤0.91的固溶体,晶体结构为α-NaFeO2型菱方结构,Li+和Ni3+离子有序地占据八面体间隙。磁状态为长程的铁磁性序和短程的反铁磁序。 通过LixNi2-xO2固溶体的面心立方和菱方晶体结构对称性的比较,确定Li含量增加引起的Li+和Ni3+占位的无序-有序转变,导致了晶体结构从面心立方转变为菱方。成分调制的长程反铁磁-铁磁序的转变同样归因于成分引起的Ni3+离子占位从无序-有序的转变。固溶体中的金属离子占位的无序以及磁性短程序的共同作用导致载流子局域化,电阻率与温度的关系主要由载流子迁移率决定,导电机制为变程跃迁。 在Ta1-yFe2+y中,富Ta相(0.06≤y≤-0.02)的磁有序态为巡游弱铁磁;富Fe相(0.02≤y≤0.06)的磁有序态为巡游亚铁磁;中间成分区(-0.01≤y≤0.01),其磁有序态为巡游弱铁磁和巡游亚铁磁两相共存。成分对所有合金分子磁矩的影响可以归因于成分引起的价电子数的变化。其中富Ta相的分子磁矩和成分的关系,可以用Slate-Pauling关系定量地描述。可以用刚带模型定性地理解成分调制的弱铁磁序到巡游亚铁磁序的转变。在富Ta相中,过量的Fe占据4f位置。因Fe(4f)的引入,使得富Fe相更容易满足stoner条件,从而形成具有更高有序温度的巡游亚铁磁性。研究了合金的电阻率随温度的变化,在低温近似满足T3/2指数关系。根据体系特征,可以用近似铁磁的费米液体模型定量地理解电阻率-温度关系。 此外,在富Ta相y=-0.04中,磁场通过调节自旋涨落诱导了巡游反铁磁到巡游弱铁磁的相变。随着磁场的增强,巡游反铁磁的奈尔温度趋近于0K。与此同时,存在磁性两相区。综上所述,可基本判断该磁场调制的相变为一级的量子磁相变。