On the multi-$\mathbf{q}$ characteristics of magnetic ground states of honeycomb cobalt oxides
本文综述了蜂窝状钴氧化物中锯齿形磁序的多$\mathbf{q}$特性,通过实验策略和晶体对称性分析,探讨了其形成机制及对微观模型的启示。
2025-01-24 cond-mat.str-el
From quantum criticality to enhanced thermopower in strongly correlated layered cobalt oxide
我们报告的磁化率测量在强相关的层状钴氧化物[BiBa0.66K0.36O2]CoO2,这表明存在一个磁量子临界点(QCP)管理的电子性质。从高温非费米液体到低温费米液体,低频磁化率随温度T和磁场B的变化呈现出标度关系。而推断的标度形式可以在量子临界现象的标准框架内进行讨论,确定的临界指数表明一个非常规的磁QCP的潜在的通用类型。因此,这些量子临界涨落占异常对数温度依赖性的热电势。这一结果使我们能够推测,量子临界性可以是一个有效的来源,增强热电。
2010-07-09 cond-mat.str-el
Dome-shaped magnetic phase diagram of thermoelectric layered cobaltites
使用μ子自旋光谱,我们已经发现,对于Na $_x$ CoO $_2$(0.6 $\leq x \leq$ 0.9)和3-和4-层钴矿,一个共同的低温磁态(在某些情况下是作为一个无公度自旋密度波)形式的CoO $_2$平面。在这里,我们总结了这些结果,并报告了圆顶形的转变温度到低$T$磁性状态和组成$x$的Na $_x$ CoO $_2$和/或高温渐近极限的热电在更复杂的3-和4-层钴矿之间的关系。这一行为解释了使用哈伯德模型的二维三角晶格中的CoO $_2$平面。
2003-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-energy excitation spectra in the excitonic phase of cobalt oxides
我们研究了钙钛矿型钴氧化物的激子相和低能激发光谱。在三维立方晶格上建立了五轨道哈伯德模型,计算了Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ CoO $_3$的$3d$带,在无规相位近似下(RPA)的正常态激子磁化率,表明了激子凝聚不稳定性的存在.基于平均场近似下得到的具有磁多极子的激子基态,计算了RPA中激子相的动力学极化率,发现在自旋横模(Goldstone模)中存在无隙集体激发,在自旋纵模(Higgs模)中存在有隙集体激发.实验相关性进行了讨论。
2017-03-09 cond-mat.str-el
Orbital and Spin Excitations in Cobalt Oxide
通过中子散射,我们已经确定了新的分支的磁激发的轨道活性CoO(TN=290 K)高达15 THz和温度从6 K到450 K。在六个单晶区中的(111)方向上获取数据。从温度和Q的依赖关系,我们已经确定了几个分支的磁激发。我们描述了一个模型的耦合轨道和自旋态的Co 2+受晶体场和四重态畸变。
2007-06-22 cond-mat.str-el
Sodium and oxygen nonstoichiometry and thermoelectric properties of NaxCoO2+d
钠钴氧化物NaxCoO2+d是热电应用的有希望的候选者,因为它可以同时具有大的热电势和低电阻率。这是很难理解的同时出现的两个属性的框架内,传统的单电子模型。有人认为,钴离子的自旋状态在提高热电功率方面起着至关重要的作用。为了研究钴的自旋态和热电性能之间的关系,NaxCoO2+d样品具有精确控制的钠和氧含量是必不可少的。最近,我们建立了一种非常规的样品合成方法,使我们能够精确地控制NaxCoO2+d样品中的Na含量。在本文中,我们讨论了钠和氧的非化学计量对NaxCoO2+d的热电性能的影响。
2003-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport properties and electronic states of the thermoelectric oxide NaCo_2O_4
本文简要介绍了热电氧化物NaCo_2O_4的物理性质。这种材料的高热电性能归因于有效质量的显著增强,这来自于Co $^{4+}$在低自旋状态下的大熵。由于CoO_2块体中的大熵,Cu取代Co后,在22 K时发生了自旋密度波跃迁,这可看作是"从无序到有序“。
2002-07-12 cond-mat.str-el
Persistent spin dynamics in magnetically ordered honeycomb cobalt oxides
本文利用μ子自旋弛豫技术研究了蜂窝状钴氧化物Na2Co2TeO6和Na3Co2SbO6,发现其磁性基态在长程有序下仍存在持续且不均匀的自旋动力学,揭示了量子涨落的重要作用,为寻找量子自旋液体提供了新见解。
2023-07-31 cond-mat.str-el
Impact of lithium composition on the thermoelectric properties of the layered cobalt oxide system LixCoO2
本文研究了层状钴氧化物体系LixCoO_2的热电性能,在Li组分为0.98 >= x >= 0.35的范围内进行了研究。单相体样品的LixCoO 2成功地获得通过电化学脱嵌锂从原始的LiCoO 2相。当x >= 0.94的LixCoO 2为Li+时,高度缺Li相(0.75 >= x >= 0.35)表现出金属导电性。在293 K(S293 K)下的Seebeck系数的大小显著地取决于Li含量(x)。当x ≥ 0.94时,S293 K值大到+70 ~ +100 uV/K,当x在0.75 ≥ x ≥ 0.50的Li组成范围内降低时,S293 K值从+90 uV/K迅速降低到+10 uV/K。这一行为与x <= 0.40的结果形成鲜明对比,其中S293 K值很小并且与x(+10 uV/K)无关,表明热电特性在x = 0.40 ~ 0.50处发生不连续变化。异常大的塞贝克系数和金属导电性被发现共存于一个狭窄的范围内的锂组合物在约x = 0.75。共存,这导致了增强的热电功率因数,可能是由于不寻常的二维CoO 2块的电子结构。
2011-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic excitations of spin and orbital moments in cobalt oxide
用中子散射方法研究了具有未淬灭轨道角动量的反铁磁体CoO的磁性和声子激发。能量扫描的结果在几个布里渊区(HHL)平面的能量转移到16太赫兹。测量在反铁磁有序状态下在6 K(远低于TN~290 K)以及在顺磁状态下在450 K进行。几个磁激发模式被确定从它们的强度依赖于波矢和温度。在洪德规则模型中,激发对应于耦合轨道和自旋自由度的波动,其带宽由电子超交换控制。不同的<111>有序畴在每个波矢转移处产生几个磁峰。
2010-03-22 cond-mat.str-el
Magnetic field dependent specific heat and enhanced Wilson ratio in strongly correlated layered cobalt oxide
研究了强关联层状钴氧化物[BiBa $_{0.66}$ K $_{0.36}$ O $_2$ ]CoO $_2$的低温比热随磁场的变化.这些测量揭示了两种磁场依赖的贡献与先前推断的磁量子临界点(QCP)的存在定性协议。首先,低温T $^3$的比热行为的系数原来是相当大的下降附近的磁场与临界值在最近的论文中报道的一致。此外,索末菲系数的一个温和的,但显着的增强被发现在附近的QCP表明略有增加的电子有效质量。这一结果与以前报道的泡利磁化率的发散行为形成对比。因此,一个强烈增强的威尔逊比推导出,这表明有效的费米液体制度,可以解释不寻常的磁场依赖的比热铁磁波动。作为一个强有力的检查,高磁场威尔逊比渐近恢复的普遍限制当地费米液体对铁磁性。
2010-08-23 cond-mat.str-el
Large Thermopower in Metallic Oxides: Misfit Cobaltites and Mangano-Ruthenates
两种不同类型的金属过渡氧化物已经研究了它们的大的热电势值。第一种对应于Tl基失配钴酸盐,其为空穴掺杂金属。我们表明,在这个阶段的部分Bi取代Tl诱导的室温(RT)热电势(TEP)值的增加。使用新的Pb_{1/3} SrCoO_{3+delta}不匹配获得了相同的结果,对应于电极导线完全置换T1。同时,它们的电阻率的T依赖性表现出一个重入低于70- 90 K,在那里观察到一个大的负磁阻。磁性测量揭示了这类材料的自旋和电荷之间的强烈相互作用。电子掺杂(n型)钙钛矿锰氧化物是第二类潜在的应用候选物。特别地,Ru^{4+/5+}取代CaMnO_3半导体中的Mn引起电阻率值的急剧下降。产生具有大RT TEP值和不太大热导率的金属。并与Bi_2Te_3和NaCo_2O_4作了比较。
2001-10-12 cond-mat.str-el
Elliptical hole pockets in the Fermi surfaces of unhydrated and hydrated sodium cobalt oxides
当钠钴氧化物与水水合时,在5K以下的超导性的惊人发现引起了实验学家和理论家的注意。大多数对它的解释都集中在一些小的椭圆形口袋的性质上,这些口袋被预测为电子占主导地位的费米面片,但直接寻找它们的尝试却对它们的存在产生了严重的怀疑。在这里,我们提出的证据表明,这些口袋确实存在的基础上,散装测量的电子动量分布在未水合和水合钠钴氧化物使用的X射线康普顿散射技术。
2007-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase evolution of layered cobalt oxides versus varying corrugation of the cobalt-oxygen basal plane
利用密度泛函方法对一类新近合成的层状钴氧化物(LCO)提出了一个普遍的自旋态模型和一个定性的物理图像。随着钴氧层的平面晶格常数的减小,LCO从高自旋(HS)超交换耦合反铁磁(AFM)绝缘体演变为几乎HS AFM/铁磁(FM)竞争系统,其中FM耦合通过p-d交换介导,主要具有平面O 2 p特征的离域pdσ空穴的数量增加。初步认为,在波纹弱化的LCO中,每个CoO_{2}基底正方形中超过0.3个的离域孔可能是绝缘体-金属和/或AFM-FM转变所必需的。可以通过经由钴-氧层两侧上的相邻层的离子尺寸变化来改变平面介电常数(从而修改空穴浓度),在LCO中实现相位控制。此外,还提出了一些实验来检验本模型和图像。
2002-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-state transition and spin-polaron physics in cobalt oxide perovskites: ab initio approach based on quantum chemical methods
基于量子化学波函数方法的从头计算方法研究了3d金属化合物LaCoO 3的多轨道电子结构.强的短程电子相关,涉及Co和O轨道,处理多参考技术。这种方法避免了使用有效参数如Hubbard U和轨道间U ',J项以及与其显式计算相关的问题。我们提供了新的见解自旋态转变在约90 K和掺杂材料中的载流子的性质。我们的结果表明,当T>90 K时,LaCoO 3中形成了t4 e2高自旋态.此外,我们通过类Zhang-Rice O空穴态和铁磁团簇的形成解释了低温轻掺杂化合物中的顺磁相。
2008-04-16 cond-mat.str-el
Selecting the suitable dopants: electronic structures of transition metal and rare earth doped thermoelectric sodium cobaltate
工程$Na_{0.75}CoO_2$被认为是实现高效热电系统的主要候选材料,可从废热中再生电力。在这项工作中,三个元素的最外层的电子配置,(1)一个开放的d壳层(Ni),(2)一个封闭的d壳层(Zn),(3)一个半填充的f壳层(Eu)与最大的未成对电子,概述了掺杂剂的电子和晶体结构的影响$Na_{0.75}CoO_2$。系统的$ab$ $initio$的密度泛函计算与$DMOL^3$软件包表明,当形成能$-2.35$ eV,$2.08$ eV的费米能级等于价带最大值时,取代Co的Ni和Zn更稳定。而Eu在取代形成能为$-2.64$ eV的Na时更稳定。由于这些结果与现有的实验数据表现出很大的和谐,他们提供了新的见解掺杂剂选择的基本原则,在高性能钴酸钠基多功能材料的开发中操纵的物理性能。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Direct evidence for charge stripes in a layered cobalt oxide
最近的实验表明,静态条纹状电荷秩序是普遍的空穴掺杂的氧化铜超导体和超导竞争。在这里,我们表明,一个类似类型的电荷秩序是存在于La $_{5/3}$ Sr $_{1/3}$ CoO $_4$,含有钴的铜氧化物超导体的绝缘类似物。我们检测到的条纹相是伴随着短程,准一维,反铁磁秩序,并提供了一个自然的解释独特的沙漏形状的磁谱先前观察到的中子散射测量的La $_{5/3}$ Sr $_{1/3}$ CoO $_4$和许多空穴掺杂的氧化铜超导体。研究结果为建立在短程准静态条纹关联基础上的沙漏谱理论奠定了坚实的经验基础。
2016-05-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly correlated properties of the thermoelectric cobalt oxide Ca3Co4O9
我们进行了在平面电阻率,霍尔效应和比热测量的热电钴氧化物钙$_{3}$ Co $_{4}$ O $_{9}$。发现四种不同的输运状态作为温度的函数,对应于低温绝缘的$T_{min}\approx $ 63 K,强关联费米液体高达$T^*\approx $ 140 K,与$ρ=ρ_0+AT^2$和$A\approx 3.63$ $10^{-2} μΩcm/K^{2}$,其次是非相干金属与$k_Fl\leq 1$和高温绝缘体高于T $^{**}\approx $ 510 K。比热Sommerfeld系数$γ= 93$ mJ/(mol.K $^{2}$)证实了电子有效质量的相当大的值,并且满足Kadowaki-Woods比率$A/γ^2 \approx 0.45$ 10 $^{-5}$ $μΩcm.K^2/(mJ^2mol^{-2})$。压力下的电阻率测量揭示了费米液体输运系数A的降低与$T^*$作为压力的函数的增加,而产品$A(T^*)^2/a$保持恒定和顺序$h/e^2$。热力学和输运性质表明,强重整化的准粒子相干尺度的顺序$T^*$,似乎也管理热电。
2005-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity-induced spin density wave in the thermoelectric layered cobaltite [Ca$_2$CoO$_3$]$_{0.62}$[CoO$_2$]
研究Sn取代对层状钴氧化物热电输运的影响,发现杂质诱导了短程自旋密度波(SDW)的稳定,提高了其形成起始温度,并通过赝能隙效应降低了载流子浓度。
2025-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden magnetic transitions in thermoelectric layered cobaltite, [Ca$_2$CoO$_3$]$_{0.62}$[CoO$_2$]
对[Ca $_2$ CoO $_3$ ] $_{0.62}$ [CoO $_2$ ],({ \sl即},Ca $_3$ Co $_4$ O $_9$,层状热电钴酸盐)表明在$\sim$ 100 K和400 - 600 K存在两个磁跃迁;前者是从顺磁态到无公度({\sf IC})自旋密度波({ \sf SDW})态的跃迁。零场$μ^+$ SR谱在5 K时的各向异性行为表明{ \sf IC-SDW}在$a$ - $b$平面内传播,振荡力矩沿c轴方向;同时发现{ \sf IC-SDW}不存在于[Ca $_2$ CoO $_3$ ]子系统中,而存在于[CoO $_2$ ]子系统中.此外,还发现{ \sf IC-SDW}长程有序在$\sim$ 30 K以下完成,而短程有序在100 K以下出现.后一个转变被解释为Co离子在400 K以上的自旋状态的逐渐变化。发现这两个磁跃迁与[Ca $μ^+$ CoO $_3$ ] $_{0.62}$ [CoO $_2$ ]的输运性质密切相关。
2003-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermoelectric properties of the layered Pd oxide R_2PdO_4 (R = La, Nd, Sm and Gd)
我们使用NaCl助熔剂技术制备了R $_2$ PdO $_4$(R = La,Nd,Sm和Gd)的多晶样品。在室温下测得的电阻率为10 $^3-10^4$ $Ω$ cm的量级,这比迄今为止报道的值小两个数量级。我们进一步研究了Ce对Nd $_{1.9}$ Ce $_{0.1}$ PdO $_4$中Nd的替代效应,其中Ce的替代降低了电阻率和热电势的大小。从测量数据评估的70-80 meV的激活能隙和15的有效质量适合于热电材料,但是10 $^{-6}$ cm $^2$ /Vs的迁移率远低于其它热电氧化物的1-10 cm $^2$ /Vs的典型值。
2005-11-10 cond-mat.str-el
Anomalous Pd substitution effects in the thermoelectric oxide NaCo_{2-x}Pd_xO_4
我们制备了一系列热电氧化物NaCo_{2-x} Pd_xO_4(x= 0,0.05,0.1和0.2)的多晶样品,研究了Pd的替代对输运现象的影响。这种影响是如此剧烈,以至于只有5-10%的Pd离子将电阻率和塞贝克系数降低到x=0时的三分之一,并将霍尔系数的大小增加三倍。半定量分析表明,x=0.2的样品具有比x=0.05的样品小得多的有效质量和载流子浓度。这是很难解释内的刚性带图片,是定性一致的强相关图片适用于铈基重费米子系统。
2002-10-02 cond-mat.str-el
Electronic States in Two-Dimensional Triangular Cobalt Oxides: Role of Electronic Correlation
我们得到了二维钴氧化物Na $_{x}$ CoO $_{2}$的电子态和结构(x=0,0.35,0.5和0.75),计算了一些基本的电子相互作用参数:当x=0.35时,钴U的裸在位库仑相互作用$_{dd}$ =7.5 eV重新归一化为5 eV,$pd$杂化$_{pdσ}$和$_{pdπ}$分别为-1.40和0.70 eV。在E $_{F}$处的态密度从局域密度近似(LDA)中的6-7态/eV降低到LDA+U方案中的约1.0态/eV。讨论了Na $_{0.35}$ CoO $_{2}$ $\cdot$ mH $_{2}$ O中水分子的嵌入作用和超导电性的微观机制。
2003-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kagomé in triangular lattice: electronic state of CoO_2 layer with hexagonal structure
本文研究了六方层状钴氧化物的电子态。我们发现电子结构反映了隐藏在CoO_2层中的Kagomé晶格的性质,它由氧离子和钴离子的堆叠三角晶格组成。提出了一个基本的电子系统模型,并根据该模型讨论了钴氧化物独特的输运和磁性的机理。
2003-06-27 cond-mat.str-el
Enhanced thermopower in an intergrowth cobalt oxide Li$_{0.48}$Na$_{0.35}$CoO$_{2}$
本文报道了复合钴氧化物Li $_{0.48}$ Na $_{0.35}$ CoO $_{2}$的热电势、电阻率和热导率的测量结果,其晶体结构可以看作是Li $_{x}$ CoO $_{2}$的O3相和Na $_{y}$ CoO $_{2}$的P2相沿c轴的共生.该化合物显示出$\sim$ 180 $μ$ V/K的大的室温热电势,其显著高于Li $_{x}$ CoO $_{2}$和Na $_{y}$ CoO $_{2}$的室温热电势。多晶样品的品质因数随着温度的升高而迅速增加,并且在300 K时达到近10 $^{-4}$ K $^{-1}$,这表明Li $_{x}$ Na $_{y}$ CoO $_{2}$系统是热电应用的有希望的候选者。
2005-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jumps in entropy and magnetic susceptibility at the valence and spin-state transition in a cobalt oxide
一个广泛的钴氧化物家族的配方(Pr,Ln,Ca)CoO3(Ln是镧系元素)在温度T* 下表现出耦合的价态和自旋态转变(VSST),其涉及两个伴随的修饰:(i)Co 3+的自旋状态从低自旋(T < T*)到较高自旋状态(T > T*)的变化,以及(ii)Pr的价态的变化,从混合Pr 4 +/Pr 3+状态(T < T*)到纯三价状态(T > T*),伴随着Co 3 +/Co 4+子系统内的等效电荷转移。在本文中,VSST发生在(Pr0.7Sm0.3)0.7Ca0.3CoO3在T* =约90 K的磁化强度和热容的测量研究。首先,我们定量地描述了T* 周围磁化率(khi)和熵(S)的跳跃。然后,将这些值与作为VSST中涉及的不同阳离子物质的群体变化的函数计算的值进行比较。最近的X射线吸收光谱实验表明,T* 以上的高自旋态应被视为低自旋(LS)和高自旋(HS)态之间的非均匀混合物。在这个描述的框架中,我们证明了在两个khi和S的跳跃可以关联到相同的变化,在Co 3 + HS含量T* 周围。这一结果进一步支持LS/HS图片的VSST的相关性,挑战目前占主导地位的解释的基础上出现的中间自旋(IS)状态的Co 3+以上的T*。
2013-05-13 cond-mat.str-el
Unusual size effects on thermoelectricity in a strongly correlated oxide
研究了强关联层状钴酸盐薄膜的热电性尺寸效应。在室温下,热电势是独立的厚度低至6 nm。这种不寻常的行为与用于描述传统金属和半导体的Fuchs-Sondheimer理论不一致,并归因于这种材料中的强电子相关性。尽管如所预期的,电阻率在低于$\sim$ 30 nm的临界厚度时增加。温度依赖的热电势是类似的不同的厚度,但电阻率显示系统的变化与厚度。我们的实验突出了热电行为的差异,强相关和不相关的系统时,受到有限的尺寸效应。我们用高温极限下的原子极限哈伯德模型来解释我们的观测。这些发现提供了新的见解解耦相关系统的电导率和热电。
2012-01-30 cond-mat.str-el
Intersite 4p-3d hybridization in cobalt oxides: a resonant x-ray emission spectroscopy study
我们报道了Co 1 s X射线吸收前沿中相邻Co原子到3d轨道的强偶极跃迁。它们揭示了通过应用高分辨率共振X射线发射光谱(RXES)的化合物含有CoO 6集群。当对比四极本地1 s3 d激发,这些非本地1 s3 d跃迁被确定由它们的能量色散和角度依赖性,它们的第二壳层效应的敏感性(即CoO 6八面体的连接模式和键长),和向上的能量移位2.5 eV由于较差的屏蔽的核心孔。实验表明,非局部跃迁的强度测量氧介导的4p-O-3d位点间杂交。我们提出了一个修正的解释过渡金属化合物的前边缘。对前边缘中这些新特征的详细分析提供了对过渡金属基系统中氧介导的金属-金属相互作用的独特见解,这是轨道有序和相关电子和磁性的关键方面。此外,本1 s2 p RXES实验的特殊分辨能力使我们能够证明底层散射过程的相干二阶性质。
2008-02-20 cond-mat.str-el
Electronic texture of the thermoelectric oxide Na0.75CoO2
从~(59)Co和~(23)Na NMR中,我们证明了Na ~+空位有序化对Na_(0.75)CoO_2中Co电子态的影响:在长时间尺度下,既没有出现75%Co ~(3+)和25%Co ~(4+)的双价态,也没有出现具有均匀Co ~(3.25+)态的混合价态金属。相反,该系统采用了一种中间配置,其中30%的晶格位点形成了有序的局部Co 3+态模式。高于180 K,一个特定的Na+网站的异常迁移率被发现与这种电子纹理共存,这表明后者的形成可能有助于稳定的Na+秩序。因此,控制这些材料中的离子掺杂对于微调其热电性能至关重要。
2008-01-26 cond-mat.str-el
Block-Layer Concept for the Layered Co Oxide: A Design for Thermoelectric Oxides
高Tc铜氧化物由Bi_2Sr_2O_4或La_2-xSr_xO_2等CuO_2层和阻挡层交替堆叠而成。通过改变嵌段层,我们可以改变它们的物理性质,例如转变温度Tc。热电Co氧化物具有由导电CoO 2层和阻挡层组成的类似层状结构。因此,我们建议,它们的热电性能可以通过修改块层微调。
2002-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Parent of Misfit-Layered Cobalt Oxides: [Sr2O2]qCoO2
通式为[MmA 2 Om +2] qCoO 2的错配层状(ML)钴氧化物已被证明是有效的热电材料,因为该结构能够适应高电导率和大的热电功率这两个看似矛盾的特性。它们也是其他类似矛盾修饰法功能的潜在宿主。已知的相都含有一个或两个正方形平面MO(M = Co,Bi,Pb,Tl等)。层夹在一起的AO(A = Ca,Sr,Ba等)正方形对称的平面和六边形对称的CoO 2层。在这里,我们报告实现最简单的(m = 0)ML相形成的Sr-Co-O系统的阳离子比,Sr/Co = 1。原子分辨率TEM成像证实了新相的母体三层晶体结构SrO-SrO-CoO 2,其与[Sr 2 O2] qCoO 2的式相容。电子衍射表明,该相是相当相称的,即“错配参数”q为0.5。然而,就运输性质特征而言,新的ML母公司与其早期建立的更复杂的衍生产品相当。
2005-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
59Co Nuclear Quadrupole Resonance Studies of Superconducting and Non-superconducting Bilayer Water Intercalated Sodium Cobalt Oxides NaxCoO2.yH2O
报道了双层水插层NaxCoO_2·yH_2 O(BLH)的~(59)Co核四极共振(NQR)研究,其超导转变温度为2K < T_c ≤ 4.6K,以及一个无超导性的磁性BLH样品。我们得到了T_c和磁有序温度T_M与峰值频率nu_3 ~(59)Co NQR跃迁I_z = +-5/2 <=> +-7/2的磁相图,发现了一个圆顶形超导相。非超导BLH的~(59)Co核四极共振谱在T_M以下出现展宽,但没有出现1/T_1和1/T_2的临界发散,表明存在非常规的磁有序。低温下1/T_1T的增强程度随nu_3的增加而增加,但最佳nu_3在12.30 MHz附近。在NaxCoO_2·yH_2O体系中,最佳T_c超导性出现在磁不稳定性附近。在nu_3~ 12.50MHz的相界附近,Tc被抑制,这不是传统的磁量子临界点。
2006-01-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-Performance Thermoelectric Oxides Based on Spinel Structure
高性能热电氧化物可以为传感和电子行业的集成和嵌入式应用提供很好的能源解决方案。然而,当与其他类别的热电材料相比时,氧化物通常具有低的塞贝克系数。在寻找高性能的热电氧化物,我们提出了一个全面的密度泛函调查,GGA $+U$形式主义的基础上,调查的3D和4D过渡金属含铁氧体的尖晶石结构。因此,我们预测MnFe $_2$ O $_4$和RhFe $_2$ O $_4$在近室温下具有$\sim \pm 600$ $μ$ V K $^{-1}$的Seebeck系数,通过轻空穴和电子掺杂实现。此外,CrFe $_2$ O $_4$和MoFe $_2$ O $_4$在$\sim \pm 700$ $μ$ V K $^{-1}$下具有甚至更高的环境塞贝克系数。在后一种化合物中,塞贝克系数近似为温度至$\sim 700$ K的平坦函数,提供了极大的操作便利。另外,掺杂有$10^{19}$空穴/cm $^3$的MoFe $_2$ O $_4$在$300$ K下具有计算的热电功率因子$689.81$ $μ$ W K $^{-2}$ m $^{-1}$,并且在$600$ K下具有计算的热电功率因子$455.67$ $μ$ W K $^{-2}$ m $^{-1}$。这里预测的热电性能可以使这些热电氧化物在较低温度下的应用,传统上由毒性更大和其他负担更重的材料来实现。
2020-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New Misfit-Layered Cobalt Oxide (CaOH)1.14CoO2
我们利用高压技术发现了一种新的钴氧化物(CaOH)1.14CoO2。X射线衍射和电子衍射研究表明,该化合物具有层状结构,由CdI 2型CoO 2层和岩盐型双CaOH原子层组成。这两个亚胞沿a轴具有不相称的周期性,由于亚胞间的相互作用而导致调制的晶体结构。结构调制通过电势的随机性影响载流子的传导。我们发现,二维(2-D)可变范围跳跃(VRH)政权与空穴导电在低温下占主导地位的这种化合物,和导电机制经历交叉从2-D VRH政权的热激活能类型的一个随着温度的升高。基于电阻率、热电势、磁化率和比热的测量结果,我们提出了一个可能的电子-能带结构模型来解释这些结果。钴t2 g导数带在带边缘附近穿过费米能级,在带中的费米能级处产生小的有限密度的局域态。所观察到的电阻率,塞贝克系数,大泡利顺磁成分的磁化率和相对较小的索末菲常数的比热主要归因于空穴的t2 g-导数带。我们估计威尔逊比约为2.8,这表明在该化合物中实现了强电子相关。
2005-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermoelectric properties of LaRh$_{1-x}$Ni$_x$O$_3$
我们报告的电阻率,热电势,和钙钛矿LaRh $_{1-x}$ Ni $_x$ O $_3$的多晶样品的热导率的测量和分析。发现热电势在800 K时很大(对于$x=$ 0.3为185 $μ$ V/K),这归因于Rh $^{3+}$ /Rh $^{4+}$离子低自旋态的高温稳定性。这与同构氧化物LaCoO $_3$的热电势形成鲜明对比,LaCoO的热电势在500 K以上由于自旋态转变而迅速降低。过渡金属离子的自旋态是氧化物热电材料的重要参数之一。
2009-02-12 cond-mat.str-el
Impurity-induced transition and impurity-enhanced thermopower in the thermoelectric oxide NaCo_{2-x}Cu_x$O_4
对Cu取代热电氧化物NaCo_{2-x} Cu_xO_4的各种物理量进行了测量和分析。如先前已知的,取代的Cu增强了热电功率,而其不显著增加电阻率。磁化率和电子比热随x的增加而显著降低,这意味着Cu的替代降低了有效质量增强。通过与重费米子化合物和价涨落系统的定量比较,我们发现Cu替代有效地增加了传导电子与磁涨落之间的耦合。Cu替代诱导的相变在22 K,这是非常相似的自旋密度波转变。
2002-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal-field states in NaCoO2 and in wet cobalt superconductors (NaxCoO2)
我们认为,在计算三维氧化物的电子结构时,必须考虑到与多电子晶体场方法类似的强电子相关性。对于Co3+离子在NaxCoO2.yH2O有15个低位的多电子态在0.1 eV内,可以得到的多电子CEF方法,考虑到自旋轨道耦合。我们认为,我们所用的三角畸变的哈密顿量是正确的。
2006-02-24 cond-mat.str-el
Thermoelectric properties of the brownmillerite oxide Ca_{2-y}La_yCo_{2-x}Al_xO_5
制备了棕钙钛矿型氧化物Ca_{2-y} La_ yCo_{2-x} Al_xO_5,发现它是一种n型导体。在440 K时,该单晶沿ab方向的热电势和电阻率分别为-90 microV/K和68 mOhm cm,与其它过渡金属氧化物相比,具有较好的热电性能。它们的温度依赖性属于激活型,电阻率的激活能为0.2eV,热电势的激活能为0.04eV。这些能量相差一个数量级,这意味着极化子主导电荷输运。在500 K时,多晶的热电势从负变为正,表明空穴被热激发以降低热电势的大小。
2002-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced thermoelectric properties of NaxCoO2 whisker crystals
通过非常规方法从含钾成分中生长了热电钴氧化物单晶晶须NaxCoO 2,并测定了它们的传输性能和化学组成。通过热重分析对生长机理进行了分析和解释。在300 K时,晶须的电阻率r为102 μ Ω·cm,热电势S为83 μ V/K。因此,功率因数S2/r提高到约68 uW/K2 cm。
2003-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic phase diagram of the layered cobalt oxide system, LixCoO2 (0.0 <= x <= 1.0)
在这里,我们报告的层状钴氧化物系统,LixCoO 2,在整个范围内的Li组合物,0 <= x <= 1的磁性。根据直流磁化率数据,结合~(59)Co-NMR/NQR观测结果,建立了LixCoO_2的电子相图。与相关材料NaxCoO 2一样,发现在x = 0.35和0.40之间存在磁性临界点,该临界点分离了保利顺磁金属和居里-外斯金属。在Pauli顺磁区(x <= 0.35),反铁磁自旋关联随x的减小而系统地增大。然而,CoO 2,x = 0端元是一个非相关的金属在整个温度范围内的研究。另一方面,在Curie-Weiss区域(x >= 0.40)中,观察到各种相变。当x = 0.40时,在30 K处出现磁化率峰,表明静态AF顺序开始。磁跳,这可能是由电荷有序触发,在Tt = 175 K的样品与x = 0.50(= 1/2)和0.67(= 2/3),而只有一个微小的扭结出现在T = 210 K的样品与中间Li成分,x = 0.60。因此,LixCoO 2系统的相图是复杂的,并且电子性质受Li含量(x)的敏感影响。
2009-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Co-site substitution effects on the physical properties of the thermoelectric oxide NaCo2O4
我们制备了NaCo_(2-x)M_xO_(4)的多晶样品,用其它3d或4d元素(M=Mn、Cu、Zn、Ru、Rh和Pd)取代Co位。虽然一些元素(M=Mn、Ru和Rh)充当强散射体以引起电阻率的快速增加,但其它元素(M=Cu、Zn和Pd)不劣化主体的导电性。最不寻常的是,Cu取代显著提高了热电势,这使100 K下的品质因数提高了数倍。
2001-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two dimensionality in quasi one-dimensional cobalt oxides
利用μ子自旋旋转和弛豫($μ^+$ SR)技术,研究了准一维钴氧化物$AE_{n+2}$ Co $_{n+1}$ O $_{3n+3}$的磁性($AE$ =Ca、Sr和Ba,$n$ =1、2、3、5和$\infty$),其中1D CoO $_3$链被六个等间距的链包围,在$ab$平面中形成三角形晶格,使用多晶样品,从室温到1.8K。对于$n$ =1 - 5的化合物,横场$μ^+$ SR实验表明在低于$\sim$ 100 K时存在磁转变。转变的起始温度($T_{\rm c}^{\rm on}$)被发现与$n$降低;从100 K的$n$ =1到60 K的$n$ =5。阻尼μ子自旋振荡仅在$n$ =1的样品中观察到(Ca $_3$ Co $_2$ O $_6$),而在其他三个样品中,即使在1.8 K下也仅获得快速弛豫。结合磁化率测量结果,这表明对于$n$ =1 - 5的所有化合物,在低于$T_{\rm c}^{\rm on}$的温度下都出现了二维短程反铁磁(AF)有序,而在低于25 K时,只有Ca $_3$ Co $_2$ O $_6$才形成准静态长程AF有序.对于BaCoO $_3$($n$ = $\infty$),当$T$从300 K开始降低时,在53 K以下出现一维铁磁(F)有序,在15 K时出现急剧的二维AF转变。
2005-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crossover from itinerant to localized states in the thermoelectric oxide [Ca$_2$CoO$_3$]$_{0.62}$[CoO$_2$]
层状钴矿[Ca $_2$ CoO $_3$] $_{0.62}$ [CoO $_2$],通常表示为近似式Ca $_3$ Co $_4$ O $_9$,是有效氧化物热电体的有希望的候选者,但其不寻常的热电输运的起源仍在争论中。在这里,我们调查\textit{in-plane}各向异性的输运性质在一个很宽的温度范围内检查详细的导电机制。$a$和$b$轴之间的面内各向异性清楚地观察到在电阻率和热电势,这是定性地理解与一个简单的带结构的三角晶格的Co离子来自角分辨光电子能谱实验。另一方面,在高温下,各向异性变小,电阻率显示出与温度无关的行为,这两者都表明局域载流子的跳跃传导。因此,目前的观察揭示了从低温巡回到高温局域态的交叉,标志着这两个字符的增强热电势。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hour-glass magnetic excitations induced by nanoscopic phase separation in cobalt oxides La$_{2-x}$Sr$_x$CoO$_4$
铜氧化物超导体中的磁激发对于理解高温超导性可能是必不可少的。在这些铜氧化物超导体中,磁激发谱类似于沙漏,并且其中的某些共振磁激发被认为与配对机制有关,这通过观察超导能隙和磁共振能量的普遍线性标度来证实。到目前为止,电荷条纹被广泛认为是沙漏光谱物理学中的一部分。在这里,我们研究的同构钴酸盐,也表现出沙漏磁谱。而不是预期的电荷条纹秩序,我们观察到纳米相分离,并解开一个微观上的沙漏光谱的起源在纳米尺度上指向的磁共振峰和自旋间隙之间的连接起源于反铁磁母绝缘体的岛屿。我们的发现为铜氧化物超导体的磁激发和超导理论开辟了新的途径。
2015-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Thermoelectric Response in an Orbital-Ordered Oxide Near and Far from Equilibrium
我们报告的热电输运性质的轨道有序莫特绝缘相的Ca $_2$ RuO $_4$接近和远离平衡。在接近平衡的条件下,温度梯度只施加到样品,绝缘,但非单调的温度变化的塞贝克系数被观察到,这是占在温度引起的抑制的轨道顺序。在非平衡条件下,我们已经施加了高电流,我们发现,塞贝克系数的幅值增加,增加外部电流。目前的结果清楚地表明,非热效应,因为加热简单地导致塞贝克系数的降低,这意味着一个非平凡的非平衡效应,如修改的自旋和轨道状态的电流。
2017-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hour-glass magnetic spectrum in a stripe-less insulating transition metal oxide
沙漏形磁激发谱是高温超导铜氧化物的普遍特征。波动的电荷条纹或替代的能带结构方法能够解释这些光谱的起源。最近,在绝缘钴酸盐中观察到沙漏光谱,因此,有利于电荷条纹的情况。在这里,我们表明,无论是电荷条纹也没有能带结构的影响是负责沙漏分散在钴酸盐内的棋盘电荷有序制度的La 2-xSrxCoO 4。搜索的电荷条纹有序反射产生没有证据的电荷条纹在La1.6Sr0.4CoO4,这是支持我们的声子研究。沙漏形的激发光谱在这种条纹绝缘钴酸盐的观察,我们提供的实验证据表明,沙漏光谱既不一定连接到电荷条纹,也不能带结构的影响,但相反,可能密切耦合到挫折,并产生手性或非共线磁相关。
2014-05-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure dependence of magnetic and superconducting transitions in sodium cobalt oxides NaxCoO2
本文报道了常压超导体Na_(0.35)CoO_(2.1.4)D_(2O)及其前体化合物Na_(0.75)CoO_(2O)在静水压(氦气)下的直流磁化测量结果。所获得的数据使我们能够提出的第一次在金属钴酸钠系统的磁转变的压力依赖性。这种依赖性似乎是积极的,与磁过渡迅速转向更高的温度时,所施加的压力增加。我们归因于所观察到的效果的压力诱导增强的平面外的反铁磁耦合介导的本地化自旋相互作用(无论是超交换或RKKY型),与最近的中子散射数据所建议的A型反铁磁状态的情况一致。至于压力对Na0.35CoO2.1.4D2O超导电性的影响,我们的测量结果表明,在从1 bar到8.3 kbar的整个压力范围内,Tc对压力的依赖性呈负线性,这与之前工作者报道的Tc(P)依赖性的强非线性行为截然不同。(2005年9月12日)PACS编号:74.62.Fj,74.70。b,75.20。恩,75.50 Ee,75.30 Kz。
2005-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependence of thermopower and thermoelectricity in strongly correlated systems
在体材料和纳米复合材料中,电子和声子输运的理论模型极大地帮助了对具有高热电优值的半导体的研究。最近的实验研究了通过掺杂莫特绝缘体而得到的“强相关”材料中的热电输运,莫特绝缘体在没有掺杂的情况下的绝缘行为是由电子-电子排斥引起的,而不是像半导体那样由能带结构引起的。在这里,一个统一的理论,在原子和``海克斯''限制的电和热的传输是适用于了解最近的运输实验钴酸钠和其他掺杂莫特绝缘体在室温及以上。为了获得最佳的电子填充,一大类窄带宽相关材料的功率因数(热电优值的电子部分)在室温和室温以上时与最好的半导体一样高。
2006-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Co-doped LaLa1-xSrxTiO3-d : A Diluted Magnetic Oxide System with High Curie Temperature
在脉冲激光沉积的钴掺杂钛基钙钛矿氧化物(La_(1-x)Sr_xTiO_(3-d))外延薄膜中,在室温及室温以上观察到铁磁性。该系统在低浓度(<~ 2%)下具有本征稀磁半导体(金属)的特性,但在较高的钴浓度下会出现不均匀性。薄膜的范围从不透明的金属到透明的半导体,这取决于生长过程中的氧压,并且仍然是铁磁性的。
2003-07-31 cond-mat.str-el
Effect of iron-doping on spin-state transition and ferromagnetism in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$CoO$_{3-δ}$ cobalt oxides
对多晶Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$ O $_{3-δ}$($x$ = 0、0.05、0.10和0.15)样品进行电阻率和直流磁化测量。所制备的样品表现出铁磁(FM)转变,转变温度随着铁掺杂量的增加而增加。高氧压退火诱导了\emph{iron-free}样品中Co离子的自旋态转变,并且这种转变随着退火氧压的增加而增强,而高氧压退火抑制了铁磁有序。与\emph{iron-free}样品的情况相反,\emph{iron-doped}样品在高氧压下退火没有引起自旋态转变,并且铁磁转变温度几乎与退火过程无关。\emph{iron-free}样品在高氧压下退火后自旋态转变的增强应归因于晶胞体积的减小。Fe掺杂对自旋态跃迁的抑制与晶胞体积的增大以及Fe-O键比Co-O键强有关。铁掺杂对铁磁性的增强可能源于Fe $^{3+}$和Co $^{4+}$之间通过氧的铁磁交换相互作用(Fe $^{3+}$ -O-Co $^{4+}$)。
2005-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of superconducting cobalt oxides NaxCoO2.yH2O
对Na_(0.3)CoO_(2.y)H_(2 O)的NMR Knight位移K进行了详细的研究。在垂直和平行于c轴的两个磁场方向上,K被超导抑制,这表明库珀对处于单重态。抑制振幅的各向异性与超精细耦合常数Aspin的各向异性是一致的,由K-kai图估计。还发现,即使样品,其不表现出显着量的Curie-Weiss-like增加的均匀磁化率kai随着温度T的降低,表现出超导转变,这表明超导Na 0.3CoO2.1.3H2O不一定是在铁磁相的邻近区域。还证实了通过将Na 0.7CoO2、H2O(或D2 O)和溴混合4小时,并通过过滤将所得粉末从溶液中分离而制备的样品的超导转变温度Tc取决于过滤后经过的时间t。对于这些样品,在低温下估计的kai的居里常数随t增加,支持可能由于氧空位形成而导致的晶格缺陷的数量随t增加的想法。即使对于这样的样品,超导性出现,这似乎排除了各向异性超导序参量参数的可能性。这些结果对全禁带超导性是有利的。
2006-02-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Deteriorated Interlayer Coupling in Twisted Bilayer Cobaltites
本研究通过精确控制扭转角堆叠独立钴氧化物薄膜,观察到莫尔条纹并发现扭转区域居里温度降低约13 K,表明扭转可调节相关系统中的磁相互作用,为探索新量子态提供途径。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Na ordering imprints a metallic kagome lattice onto the Co planes of Na2/3CoO2
我们报告$^{23}$ Na和$^{59}$ Co的核磁共振(NMR)和四极共振(NQR)研究的$x=2/3$相的层状氧化物Na $_{x}$ CoO $_{2}$,这使我们能够可靠地建立Na层的原子顺序和它们之间的堆叠的CoO $_{2}$板坯。我们的证据表明,钠$^{+}$秩序稳定填充非磁性钴$^{3+}$离子上的25%的钴网站安排在一个三角形的子晶格。转移的空穴在75%互补的钴位点上离域,这出乎意料地显示出平面钴kagomé结构。这些实验结果解决了一个令人困惑的问题,排除了本地化的时刻图片的磁性。他们建立了准铁磁性质是由连接原子轨道的受抑排列的窄带引起的,并通过类似的研究打开了解开钴酸钠不同有序相的电子性质的途径。
2009-02-06 cond-mat.str-el
Nuclear Magnetic Resonance as a probe of nanometre-size orbital textures in magnetic transition metal oxides
利用现代显微镜和衍射技术对过渡金属氧化物中强电子关联的研究揭示了自旋、电荷和晶体结构中纳米尺度织构的迷人世界。实例范围从高$T_c$超导铜酸盐和镍酸盐到空穴掺杂的锰氧化物和钴矿。然而,在许多情况下,这些纹理的外观伴随着“玻璃化”和多尺度/多相效应,这使它们的实验验证变得复杂。在这里,我们演示了如何核磁共振可以独特地用于探测磁性过渡金属氧化物中的纳米尺寸轨道纹理。作为一个令人信服的例子,我们第一次展示了在铁磁绝缘体La $_{0.875}$ Sr $_{0.125}$ MnO $_3$的基态纳米轨道相分离的检测。
2004-12-14 cond-mat.str-el