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具有钙钛矿结构的过渡金属氧化物是一种典型的强关联体系,该体系中的电子、自旋、轨道与晶格声子之间存在着强烈的相互作用,并因此导致了一系列奇特的物理现象,如高温超导电性、绝缘体—金属转变、巨磁电阻效应、电荷有序和相分离现象等。这些物理现象的发现不但极大地丰富了凝聚态物理的内涵,同时在磁存储、磁探测和磁传感器等领域有着潜在的应用前景。近年来,钙钛矿锰氧化物以其超大巨磁阻(CMR)效应而引起了研究者的广泛关注。人们先后用双交换模型、极化子模型和电.声子相互作用模型等来解释其物理本质,但是随着研究的不断深入,在该体系中还发现了电荷、轨道有序等现象,且相互之间存在强烈的耦合,导致体系中多相共存。这些物理现象在现有的理论框架下很难完全理解,要建立一个完整的理论模型还需要对该体系中的各种物理现象进行系统深入研究,彻底弄清电荷、自旋、轨道等之间的关联和相互作用规律。 超声声速与衰减对固体材料中的各种相变非常敏感,一直是研究各种磁性相变、结构相变、自旋涨落以及其它与电-声子耦合有关的电荷有序和Jahn-Teller效应等物理现象的一种有效方法。本论文系统地测量了Nd1-xCaxMnO3及其A、B位掺杂体系在各种电磁和结构相变附近的超声声速温度谱,发现了一系列的超声异常现象。结合电磁测试结果,对该体系中的各种交互作用进行了分析,给出了电-声子相互作用和自旋-声子相互作用的实验证据,并进一步证明了Jahn-Teller电-声子相互作用是产生电荷/轨道有序的重要原因之一。作为对比研究,我们还测量了层状钴氧化物YBaCo2O5+δ在低温下的超声声速和衰减的温度谱,并对该体系中存在的超声异常现象进行了深入分析。主要研究内容如下: 1.Nd1-xCaxMnO3中的电荷有序态与Jahn-Teller效应 高掺杂Nd1-xCaxMnO3的电荷有序相变温度和长程反铁磁有序温度分别处在不同的温区,因此是研究电荷有序态的物理机制以及电—声子、自旋—声子耦合作用的理想体系。我们系统地测量了Nd1-xCaxMnO3(x=0.4~0.8)低温下(15~300K)的超声声速温度谱,结合电磁性质的测量,研究了该体系中电荷有序态的稳定性和Jahn-Teller耦合能随Ca2+掺杂量的变化关系,并探讨了Jahn-Teller晶格畸变