拉曼光谱对准一维量子磁体TiOCl变温和加压下的相变研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:burningDNA
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
低维量子磁体由于其基态的新颖性及其与高温超导的关系而受到了人们的广泛关注。对于准一维反铁磁体,人们把很多的注意力集中在准一维S=1/2海森堡链材料上,这些材料经历了自旋-派尔斯相变到二聚化单重态基态的转变。对于这些存在自旋-派尔斯相变的材料的高质量单晶研究能够极大地丰富我们关于量子基态性质的研究,甚至在对这些材料进行非磁性掺杂时,它们可能会发生金属态到绝缘体的转变,并且可能显示出超导性。而氯氧化钛(TiOCl)作为一种有间隙基态的准一维自旋1/2量子磁体,非常具有进一步研究的价值。拉曼光谱是一种能够准确、便捷地对材料的结构进行表征的测试手段,而且从拉曼光谱中我们可以得到材料的某些磁性信息。我们采用拉曼光谱来对TiOCl单晶进行测试,从而了解其在温度变化和在压力变化下出现的相变。我们通过化学气相传输法(CVT)成功制备了TiOCl单晶,通过扫描电镜(SEM)表征了材料的形貌,通过X射线衍射仪(XRD)表征了材料的结构,通过能谱仪(EDS)表征了材料的成分,从而表明单晶质量较好。然后,通过磁学性质测量系统(MPMS)对TiOCl单晶的磁性进行了相关测试,得到了不同磁场下的磁化率曲线,发现在温度为67 K和92 K附近存在两个相变,其中前者为一级相变,后者为二级相变。接下来,我们在室温下对TiOCl单晶进行了拉曼光谱测试,发现其沿b轴方向比a轴方向多出一个宽峰,证明其存在各向异性,其他三个峰的峰位基本一致,且都为Ag峰。除此之外,我们对TiOCl单晶进行了变温拉曼光谱测试,在温度依赖的拉曼光谱中发现其随着温度降低会有峰的出现和劈裂,在67 K附近和92 K附近都存在相变,且bb方向存在的宽峰随温度降低逐渐红移并变得非常尖锐,这种不寻常的变化可能跟低温下的自旋声子相互作用有关。同时我们也对TiOCl单晶进行了高压拉曼光谱测试,发现随着压力的不断提高,会有很多新峰的出现以及合并,同时也会有旧峰的劈裂或消失,通过拉曼峰的一系列变化确定在压力~7 Gpa、~15 Gpa以及~22 Gpa附近存在相变,在低压~1.62 Gpa和~5 GPa附近的拉曼峰也出现了比较异常的变化。本文通过以上一系列的实验研究,来得到TiOCl单晶的结构、磁性和拉曼光谱信息,对材料的磁化率、声子和相变进行了分析。最终发现,从常温到92K的温度范围和常压到7 GPa的压力范围内,TiOCl的相变行为有一定的相关性,而当压力增加到15 GPa时,TiOCl会从准一维体系转变为二维体系,并且沿着a轴和b轴都会形成二聚态。将我们的测试结果和已有的研究内容相结合后,我们对TiOCl的温度-压力相图进行了绘制和补充。
其他文献
轴承是机械设备中的重要传动零件,因此,改善轴承性能以提高其使用寿命对研制高性能设备有重要意义。M50轴承钢材料综合性能好,在重要发动机的主轴轴承与中高温设备轴承被大量
作为三大典型海洋生态系统之一,珊瑚礁生态系统的重要性不言而喻。然而珊瑚礁生态系统正面临一个史无前例的考验,温室气体大量排放导致的全球变暖正在对珊瑚礁生态系统的可持续性产生巨大的威胁。海洋表层水温的上升使得造礁石珊瑚与虫黄藻的的共生关系遭到破坏,虫黄藻大量外排或死亡,造礁石珊瑚发生白化。凝集素在造礁石珊瑚建立与虫黄藻的共生关系中扮演着非常重要的角色。为了深入揭示造礁石珊瑚与虫黄藻的共生机制,我们以鹿
纳米绒面黑硅结构能够在不外加减反层的情况下获得良好的陷光作用,但是在实际应用中受限于严重的复合和较大寄生面积,因而,仍旧需要减反层和钝化层,这在一定程度上削弱了黑硅
由具有精确结构、多金属性、多孔性及半导体属性的金属硫族超四面体团簇构筑的晶态材料在光电催化、离子交换、气体吸附等方面具有很好的应用前景。其中,以孤立超四面体团簇为基元的离散型晶态材料和以四连接超四面体团簇为基元的三维框架材料,在催化领域及主客体化学领域逐渐扮演着越来越重要的角色。上述两种材料在催化领域及主客体化学领域的应用分别取决于孤立团簇在溶液中的分散性和超四面体团簇桥连后所形成框架的稳定性。然
河套灌区是我国大型自流灌区,以引黄水漫灌为主,地下水位较高,地表蒸发强烈,盐分随蒸发聚集在地表,灌区土壤盐碱化问题突出,严重制约粮食生产和农业可持续发展。近年来,随着黄河水资源的日益紧缺,黄委加大对黄河水资源统一调度力度,灌区引黄水量将由52亿m3减少至40亿m3,加剧了当地水资源的供需矛盾。因此,探究适宜该地区的灌溉排水模式,对节约水资源、改良上壤盐碱化和提高作物产量具有重要意义。论文通过两年田
电子连接器的可靠性在很大程度上取决于表面涂层的抗腐蚀性能。为了降低表面金保护层的厚度,考虑提高扩散阻挡层的耐腐蚀性能。镍及其合金成本低、易于制备,并且在酸性条件下
本文从商品期货在大类资产配置中的角色出发,发现了商品指数在过去十五年间对资产组合的影响偏负面的趋势,以及商品指数收益率、对冲属性的减弱。为了应对这一问题,本文使用
本论文以杂萜天然产物Adunctins B-D和Protoaustinoid A为目标分子,分别以氧化[3+2]环加成和多烯环化为关键反应进行不对称合成研究,同时对不同官能团引发的阳离子多烯环化及
管材的剪切弯曲成形技术是一种适用于小弯曲半径管的成形方法。在常温条件下,该方法适合于塑性较好的材料的成形,对于常温下强度高和塑性差的材料的成形则不适用。为了减小该
α-玉米赤霉烯醇(α-Zearalenol,α-ZOL)是污染玉米、小麦和水稻等农产品的重点真菌毒素玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)在人和动植物体内最主要的代谢产物,具有比母体真菌毒