【摘 要】
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双钙钛矿材料以其优良的超导性质、铁电性质、磁性、介电性质、巨磁阻效应而被广泛的应用在了电学通讯等领域之中,例如电子器件、磁记忆元件以及太阳能电池的元件等。在过去的几十年里,通式为A2BB’O6的双钙钛矿氧化物在凝聚态物理领域引起了研究者们的极大关注。对于这一四元化合物体系,A位（稀土或碱土元素）和B/B’位（3d,4d或5d过渡金属）阳离子的各种组合,使得它们的电学和磁学特性复杂多样。B/B’位的
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双钙钛矿材料以其优良的超导性质、铁电性质、磁性、介电性质、巨磁阻效应而被广泛的应用在了电学通讯等领域之中,例如电子器件、磁记忆元件以及太阳能电池的元件等。在过去的几十年里,通式为A2BB’O6的双钙钛矿氧化物在凝聚态物理领域引起了研究者们的极大关注。对于这一四元化合物体系,A位（稀土或碱土元素）和B/B’位（3d,4d或5d过渡金属）阳离子的各种组合,使得它们的电学和磁学特性复杂多样。B/B’位的不同过渡金属离子会在单一结构类型内产生多种的磁性基态。典型的例子为:La2Mn Ru O6（铁磁性）,La2Fe Ru O6（自旋玻璃态）,La2Co Ru O6和La2Ni Ru O6（反铁磁性）,因此有必要寻找更多的La2BRu O6化合物,为磁性功能材料的开发提供新契机。La2Cu Ru O6即为一种新型La2BRu O6基双钙钛矿氧化物,其结构为单斜相,Cu和Ru原子在B/B’位有序排列。第一性原理计算表明,La2Cu Ru O6是一种由铁磁Cu和Ru离子亚晶格进行反铁磁耦合的亚铁磁体。对于双钙钛矿化合物,其晶格结构（如结构扭曲、反位缺陷等）是决定材料物理性能的重要因素。而元素替代是一种有效改变晶格结构并调制其物理特性的方法。科学家们对La2Cu Ru O6基体系元素的替代和掺杂方面都作出了很多重要的工作,以期发现新奇的磁学性能。但与B/B’位的替代和掺杂相比,在A位处的La2Cu Ru O6元素替换的研究还处于初期。因此,A位元素替换的研究工作极具意义,这将为更好地理解铜钌基双钙钛矿化合物提供帮助。本文采用传统的固相反应法制备了Ln2Cu Ru O6（Ln=La,Pr,Ce,Eu）样品,并研究了它们的晶格结构和Ln2Cu Ru O6（Ln=La,Pr）的磁学特性。通过对X射线衍射（XRD）、Rietveld结构精修和声子谱的综合分析,新化合物Pr2Cu Ru O6与La2Cu Ru O6类似,都是空间群为P21/n的单斜晶体结构,其中Pr2Cu Ru O6中的Cu和Ru之间的反位缺陷约为3%。对于新化合物Ln2Cu Ru O6（Ln=Ce,Eu）而言,对XRD衍射谱进行分析之后发现是不成相的,这可能是由于离子半径较小导致的。磁性方面,我们观察到Pr2Cu Ru O6的铁磁转变温度（Tc=32 K）高于La2Cu Ru O6（Tc=15 K）,这可能与用较小的离子半径Pr3+离子替换La3+离子导致Cu-O-Ru键角的严重变形有关。此外,低温下零场冷磁化率曲线出现了异常现象,表明存在一定程度的磁阻,这可归因于Pr2Cu Ru O6固有的反位缺陷。第一性原理计算确定了Pr2Cu Ru O6中铁磁性Cu-Ru交换相互作用,这与之前报道的La2Cu Ru O6中Cu-Ru的反铁磁性不同。
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