Low energy electronic states and triplet pairing in layered cobaltates
层状钴酸盐的低能电子态的结构被认为是从莫特绝缘极限。我们认为,在低掺杂的波函数的相干部分和费米表面拓扑结构的强烈影响的自旋轨道耦合的相关电子的$t_{2g}$水平。一个有效的t-J模型的基础上的混合自旋轨道状态是根本不同的铜酸盐,并支持非常规的,赝自旋三重态配对。
2005-10-03 cond-mat.str-el
Theory of carrier concentration-dependent electronic behavior in layered cobaltates
一个自然的解释,在层状钴酸盐的载流子浓度依赖的电子行为出现在相关电子哈密顿有限的现场和显着的最近邻孔-孔库仑排斥。在空穴密度小于1/3时,近邻排斥使空穴双占有率减小,但在空穴密度较高时,近邻排斥使空穴双占有率增大。我们的结论是有效的单带和三带扩展哈伯德哈密顿量,并揭示了浓度依赖的$e_g^\prime$空穴占据后者。
2011-03-28 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
Dual electronic states in thermoelectric cobalt oxide
研究了热电失配钴氧化物[Bi 1.7Ca2O4]0.59CoO2的电阻率随低温磁场的变化关系.负磁电阻的缩放演示了自旋相关的传输机制,由于一个强大的洪德耦合。推断的微观描述意味着双电子状态,解释本地和巡回电子之间的共存都有助于热电势。通过对导致高热电势的电子状态进行新的阐述,这一结果可能提供了一种新的潜在方法来优化热电性能。
2008-11-04 cond-mat.str-el
Magnetoresistance scaling in the layered cobaltate Ca3Co4O9
我们研究了失配钴酸盐Ca3Co4O9在60 K到2 K温度范围内电阻率和磁化强度随低温磁场的变化。测得的负磁电阻揭示了一个标度行为与磁化,这表明自旋相关的扩散机制。这种缩放也被发现是一致的阴影metalliclike传导在整个温度范围内。通过解释所观察到的运输交叉,这一结果揭示了一个新的光的性质的基本激发有关的运输。
2008-11-04 cond-mat.str-el
Similarities in electronic properties of organic charge-transfer solids and layered cobaltates
层状钴酸盐的载流子浓度依赖性电子性质引起了人们的广泛兴趣。在这里,我们指出,非常相似的载流子浓度依赖性已注意到在强相关的准一维(准1D)有机电荷转移固体。这两个家庭的正常状态可以理解,在整个范围内的载流子浓度的利益,在扩展的哈伯德哈密顿与显着的intersite库仑相互作用。与电荷转移固体一样,钴酸盐的超导性似乎仅限于四分之一的带填充。我们进一步指出,还存在其他家族的相关超导体,如尖晶石,其中太强的相关性,几何晶格挫折和四分之一的带填充似乎是非常规超导体的基本特征。
2011-11-28 cond-mat.str-el
Electronic Structure of Sodium Cobalt Oxide: Comparing Mono- and Bilayer-hydrate
为了揭示钠钴氧化物双层水合物(BLH)的超导电性机制,我们对BLH及其相关的非超导相单层水合物(MLH)进行了全结构优化的密度泛函计算.我们发现这些水合物具有相似的能带结构,但在费米能级附近的$a_{1g}$带中可以看到显著的差异。虽然其在$z$方向上的色散对于BLH是可忽略的小,但对于MLH是0.1 eV的量级。这一结果表明,$a_{1g}$带的三维特征可能是MLH中超导性缺失的原因。
2005-02-10 cond-mat.str-el
ω/T scaling of the optical conductivity in strongly correlated layered cobalt oxide
报道了强关联层状钴氧化物[BiBa $_{0.66}$ K $_{0.36}$ O $_2$ ]CoO $_2$的红外光谱性质。在单晶上进行的这些测量使我们能够确定作为温度的函数的光学电导率。除了谱权随温度的变化外,还发现了一个非常规的低能模,它的频率和阻尼尺度都随温度的变化而变化。事实上,基本分析表明,该模式完全缩放到$ω$ /T的函数,直到室温。这种行为表明,低能量激发的非费米液体类型起源于量子临界。
2013-01-14 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
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
Influence of local structure on magnetic properties of Layered Cobaltites PrBaCo_2O{5+δ}, δ> 0.5
研究了局域结构对层状钙钛矿磁性和输运性质的影响。PrBaCo的$_{2}$ O $_{5+δ}$,($δ$ = 0.80和0.67)具有不同的磁基态。扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱已被用来解释的基础上的旋转和倾斜的CoO多面体在这些富氧双钙钛矿磁相互作用的变化。
2012-10-15 cond-mat.str-el
Scaling behavior in thermoelectric misfit cobalt oxides
我们研究了失配钴氧化物[Bi $_{1.7}$ Co $_{0.3}$ Ca $_{2}$ O $_{4}$ ] $^{RS}_{0.6}$ CoO $_{2}$的热电和热力学性质。发现一个大的负磁热电势的规模与磁场和温度揭示了显着的自旋熵贡献的热电性能产生一个常数S $_0\approx$ 60 $μ$ V K $^{-1}$等于高温渐近值的自旋1/2熵。低温比热测量使我们能够确定增强的电子部分与$γ\approx$ 50 mJ(摩尔K $^{2}$)$^{-1}$证明强相关性。因此,[Bi $_{1.7}$ Co $_{0.3}$ Ca $_{2}$ O $_{4}$ ] $^{RS}_{0.6}$ CoO $_{2}$、其他钴矿以及其他材料之间的关键比较揭示了作为$γ$的函数的热电低温斜率的普遍行为,从而证明了纯电子起源。这种潜在的通用标度行为表明,在失配钴氧化物的热电势的高室温值的结果从增加的自旋熵的贡献,以扩大电子之一。
2006-08-11 cond-mat.str-el
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
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
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
Effect of Oxygen Content on Magnetic Properties of Layered Cobaltites PrBaCo2O5+δ
研究了氧含量对层状钙钛矿磁性能的影响。采用溶胶-凝胶法制备了PrBaCo $_{2}$ O $_{5+δ}$(0.35 $\leq δ\leq$ 0.80)样品,并通过X射线衍射和直流磁化进行了表征。给出了PrBaCo $_{2}$ O $_{5+δ}$的详细磁相图。据发现,与较重的稀土的情况下,铁磁相互作用是存在于所有温度低于Tc,甚至在反铁磁有序相。此外,在具有较低氧含量的化合物中,短程铁磁相互作用甚至在Tc以上也存在。这些层状钙钛矿中的磁性对氧含量的依赖性与Co离子周围多面体的变化有关。
2011-09-08 cond-mat.str-el
Microscopic Evidence of Spin State Order and Spin State Phase Separation in Layered Cobaltites RBaCo2O5.5 with R=Y, Tb, Dy, and Ho
本文报道了对RBaCo_2O_5.5(R=Y,Tb,Dy,Ho)磁性结构的μ子自旋弛豫测量。三个不同的阶段,一个亚铁磁和两个反铁磁,被确定低于300 K。它们由CoO_6八面体中高、中、低自旋Co^3+的不同有序自旋态排列组成。在反铁磁相中观察到具有不同自旋态顺序的相分离成良好分离的区域。异常强烈的各向异性磁电阻和它的发病FM-AFM相边界的解释。
2008-05-29 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
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
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
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
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
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
High temperature behavior of Sr-doped layered cobaltites Y(Ba1-xSrx)Co2O5.5: phase stability and structural properties
用中子衍射原位研究了层状钴酸盐Y(Ba,Sr)Co_2O_(5 +δ)的热演化和高温结构。报道了在20 K <= T <= 570 K温度范围内的中子热衍射图和磁化率测量,以及在选定温度下的高分辨率中子衍射实验。从δ ~ 0.5的合成样品开始,我们发现室温相在550 K之前保持稳定,在550 K之前它们开始失去氧,并转变为具有四方对称性的空位无序“112”结构。我们的研究结果还表明,所谓的“122”结构可以在高温下(约450 K)的样品中,其中在Ba位点的Sr的加入抑制了它的形成稳定。此外,我们还研究了在20 K <= T <= 300 K温度范围内氧含量δ ~ 0.25的样品的结构和磁性。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling structural distortion in the geometrically frustrated layered cobaltate YBaCo4O7+δ by Fe substitution and its role on magnetic correlations
用中子衍射、穆斯堡尔谱和交流磁化率研究了Fe替代对几何阻挫反铁磁体YBaCo_(4-x)Fe_xO_(7 +δ)(x = 0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)的晶体结构和磁关联的影响。化合物YBaCo_(4-x)Fex O_(7 +δ)具有特殊的层状晶体结构,沿c轴具有交替的Kagomé层(6c位)和三角层(2a位)。发现Fe 3+离子在Co离子的晶体学2a和6c位置都被取代。穆斯堡尔谱结果表明,Fe ~(3+)离子处于四面体配位的高自旋态。已经观察到Fe取代减少了Kagomé晶格的畸变。短程反铁磁有序的关联长度随着Fe的替代而减小。磁性转变的尖锐度也随着Fe的替代而降低。
2015-02-12 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
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
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
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
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
Spin and charge orders and their hole-doping dependence in single layered cobaltate La2-xCaxCoO4(0.3<x<0.8)
对层状钴氧化物La 2-xCaxCoO 4(LCCO)单晶进行了中子散射实验,以表征在0.3<x<0.8的宽空穴掺杂范围内的电荷和自旋序。对于一个相称的值x=0.5在(H,0,L)平面,两种类型的超晶格反射伴随出现在低温下;一个对应于棋盘电荷有序图案的Co 2 +/Co 3+离子和其他的是磁性的起源。此外,后者的磁性超晶格峰在反射中显示出两种类型的对称性,表明沿c方向的自旋的反铁磁堆叠(AF-S)和铁磁堆叠(F-S)图案。从空穴掺杂的依赖性,电荷和自旋顺序的面内相关长度被发现在x=0.5时给出最大值。这些特征与La_(1-x)Sr_(1 + x)MnO_4(LSMO)中x=0.5时的特征相同。而在(H,H,L)平面内,在TN下方Q=(1/4,1/4,1/2)处有一个磁散射峰。这一磁峰不能通过考虑Co ~(2+)的自旋组态来理解,表明这一磁峰起源于Co ~(3+)的自旋序。通过对这些超晶格反射的分析,我们发现它们是由Co ~(3+)自旋序的高自旋态产生的。
2007-08-07 cond-mat.str-el
Superconductivity in a layered cobalt oxychalcogenide Na$_{2}$CoSe$_{2}$O with a triangular lattice
本研究发现了首个3d过渡金属氧硫族化合物超导体Na$_{2}$CoSe$_{2}$O,其在约6.3K下展现超导性,具有极高上临界场且远超Pauli顺磁极限,为探索超越铜基和铁基的非常规超导性开辟了新方向。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Polaron Effects on Superexchange Interaction: Isotope Shifts of $T_N$, $T_C$, and $T^*$ in Layered Copper Oxides
得到了磁性离子与中间阴离子的超交换耦合的一个简洁表达式,并考虑了磁性离子和中间阴离子的极化子效应。该表达式用于分析层状铜氧化物中三种温度下同位素位移行为的主要特征:尼尔温度($T_N$)、向超导态转变的临界温度($T_C$)和正常态赝能隙的特征温度($T^*$)。
2002-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Comparison of the Electronic Structures of Two Non-cuprate Layered Transition Metal Oxide Superconductors
本文比较了研究较少的层状过渡金属氧化物LiNbO $_2$和Na $_x$ CoO $_2$的电子结构。虽然活性过渡金属$d$态由于不同的晶场和能带填充而有很大的不同,但两个系统都显示出随着过渡金属离子层和氧层之间距离的变化而强烈的电子结构变化。铌酸盐的不寻常之处在于具有大的第二近邻跳跃幅度,以及对Nb-O分离敏感的最近邻跳跃幅度。Li $_x$ NbO $_2$还呈现了具有可变载流子浓度的单带三角晶格系统的吸引人的简单性,其是超导的。
2005-12-11 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
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
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
Oxygen Stoichiometry in Co-1212, Co-1222 and Co-1232 of Homologous Series Co-12s2 of Category-B Layered Copper Oxides
本文报道了新型CoSr_2(Y,Ce)_sCu_2 O_5 ~(+2)s或Co-12 s_2系列的前三个成员,即具有SrO-CoO_1-SrO-CuO_2-(Y,Ce)-[O_2-(Y,Ce)]_s ~(-1)-CuO_2层状结构的Co-1212,Co-1222和Co-1232相的氧化学计量的系统研究结果。氧含量通过两种独立的化学技术精确测定:库仑Cu+/Cu 2+滴定和碘量滴定。此外,通过在热天平中进行的氧化和还原退火,研究了氧稳定性/可调性。结果表明,这三个相的氧含量都相当化学计量,对氧化和还原退火都是稳定的。Co-12 s2同系列的研究结果表明,Co-12 s2(s > 1)相和所有其它B类层状氧化铜的特征结构元素,不仅是CoO_1电荷库,而且是名义上氧化学计量的B-[O_2-B]s ~(-1)萤石块。Yamauchi和M.卡尔皮宁,Superlatt。微观结构21 A(1997)128]在氧含量方面是不可调的。
2002-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Probing phase coexistence and stabilization of the spin-ordered ferrimagnetic state by Calcium addition in the YBa_{1-x}Ca_{x}Co_{2}O_{5.5} layered cobaltites using neutron diffraction
本文研究了在层状钴酸盐YBaCo_2 O_{5+δ}中用较小的阳离子Ca部分取代Ba对δ \approx 0.5的影响。本文报道了化合物YBa_{0.95} Ca_{0.05} Co_2 O_{5.5}的中子热衍射图(x_{Ca} =0.05)和YBa_{0.90} Ca_{0.10} Co_2 O_{5.5}(x_{Ca} =0.10)在温度范围20 K \leq T \leq 300 K,以及在选定温度下对样品进行高分辨率中子衍射实验x_{Ca} =0.05,x_{Ca} =0.10和母体化合物x_{Ca} =0。我们发现磁性强烈地受到阳离子取代的影响。虽然“122”钙钛矿结构似乎不受Ca添加的影响,但Co离子的磁性排列被彻底改变:反铁磁(AFM)长程有序被破坏,并且具有自旋态有序的亚铁磁相在T \sim 290 K以下稳定。对于样品与x_{Ca} =0.05的一部分AFM相共存的亚铁磁一个低于T \sim 190 K,而对于x_{Ca} =0.10的AFM顺序完全丢失。对整个系列的系统改进使我们能够更好地理解所观察到的母体化合物YBaCo_2PDMATHABMQ的低温衍射图,这一点尚未得到澄清。一个两相的情况下,提出了x_{Ca} =0的化合物,这是相容的相共存中观察到的x_{Ca} =0.05样品。
2007-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and electronic Co states in layered cobaltate GdBaCo2O5.5-x
我们已经进行了非共振X射线衍射,共振软,硬X射线磁衍射,软X射线吸收和X射线磁圆二色性测量,以澄清的电子和磁状态的钴离子在GdBaCo2O5.5。我们的数据是一致的3+ Py Co HS状态在金字塔网站和3+ OC Co LS状态在八面体网站。的结构扭曲,与一个加倍的a轴(2ap x 2ap x 2ap细胞),显示交替的拉伸和收缩的金字塔,并表明,金属-绝缘体过渡与t2 g轨道的3+ Py Co HS状态的轨道顺序。这种畸变对应于3+ Py Co的xz和yz轨道沿a和c轴的交替排序。轨道有序和金字塔畸变导致八面体的变形,但3+ Oc Co LS态不允许3+ Oc Co离子发生轨道有序。软x射线磁衍射结果表明,磁矩在ab平面内排列,但不平行于晶体学a或b轴。轨道顺序和沿着c轴的磁性单位晶胞的加倍支持非共线的磁性结构。X射线磁性圆二色性数据表明,有一个大的轨道磁贡献的总有序Co矩。
2008-08-12 cond-mat.str-el
Large Thermopower in a Layered Oxide NaCo_2O_4
过渡金属氧化物NaCo_2O_4是CoO_2和Na沿c轴交替层叠的层状氧化物。最近我们发现这种化合物具有与Bi_2Te_3相当的低电阻率和大热电势。负的横向磁电阻和强的温度依赖性的霍尔系数表明,电子关联在NaCo_2O_4中占主导地位的导电机制。
1999-03-10 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
Ba1-xNaxTi2Sb2O (0.0 <= x <= 0.33): A Layered Titanium-based Pnictide Oxide Superconductor
报道了一种新的层状钛基磷属元素化物超导体Ba_(1-x)Na_xTi_2Sb_2 O(0.0 ≤ x ≤ 0.33)。X射线研究表明它以四方CeCr 2Si 2C结构结晶。未掺杂的母体化合物BaTi_2Sb_2O(P_4/mmm; a=4.1196(1)Ω; c=8.0951(2)Ω)在54 K下表现出CDW/SDW转变。在化学掺杂Na后,CDW/SDW转变被系统地抑制,并且随着临界温度Tc增加到5.5 K而出现超导电性。体超导性是由电阻率,磁性和热容量测量证实。与高Tc铜酸盐和铁磷属元素化物一样,BaTi_2Sb_2O的超导电性源于有序状态。讨论了与铜酸盐和铁磷属元素化物超导体的异同。
2013-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport properties of the layered Rh oxide K_0.49RhO_2
本文报道了层状Rh氧化物K_0.49RhO_2单晶样品的电阻率、热电势和霍尔系数的测量和分析。电阻率在300 K以下与温度的平方成正比,热电势在140 K以下与温度成正比。当温度高于100 K时,霍尔系数随温度的升高而线性增加,这归因于Rh在该化合物中的三角形网络结构。根据磁输运计算得到的Co和Rh的带宽不同,讨论了Na_xCoO_2和K_0.49RhO_2之间的不同输运性质。
2009-11-11 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
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
Thermal conductivity of the A_xBO_2 type layered oxides Na_0.77MnO_2 and LiCoO_2
制备了A_xBO_2型层状氧化物Na_0.77MnO_2和LiCoO_2的多晶样品,测量了15 ~ 280 K的热导率。Na0.77MnO_2在280 K时的热导率为15 mW/cmK,而LiCoO_2的热导率高达40 mW/cmK。通过与NaCo_2O_4的数据比较,我们发现A_xBO_2的低热导率本质上是由于A离子的缺乏,而不是由于层状结构本身。
2001-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab Initio determination of Cu 3d orbital energies in layered copper oxides
长期以来,人们一直认为,描述高Tc超导铜氧化物低能物理的极小模型必须包括除了正则x2-y2对称性之外的其他对称性的铜态,特别是z2轨道。这些状态的能量分裂的实验和理论估计差异很大。与一种新的从头算量子化学计算方案,我们确定这些能量的范围内的铜氧化物和-oxyclorides,确定与顶端铜配体的距离的趋势,并找到极好的协议与最近的共振非弹性X-射线散射测量,可用于La 2CuO 4,Sr 2CuO 2Cl 2,和CaCuO 2。
2011-10-11 cond-mat.str-el
Short-range Charge and Spin Superstructures in Doped Layered Co Perovskites
我们用弹性中子散射研究了层状钙钛矿铜酸盐和镍酸盐的钴族化合物Pr $_{2-x}$ Ca $_x$ CoO $_4$($0.39 \leq x \leq 0.73$)和La $_{2-x}$ Sr $_x$ CoO $_4$($x = 0.61$)。我们已经发现了掺杂依赖于无公度短程有序的电荷和磁矩,这在钴酸盐中发生在重掺杂,$ 0.5 \lesssim x \lesssim 0.75$的范围内。加料顺序在室温下已存在,冷却时无变化。其传播载体${\bf Q}_c = (ε_c,0,l)$的不可逆性大致与Co $^{2+}$离子$ε_c \sim (1-x)$的浓度成比例。磁序仅建立在低T $\lesssim 40$ K,并有两倍大的周期性,表明最近的Co $^{2+}$自旋之间占主导地位的反铁磁相关性。
2008-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el