尖晶石結構V基氧化物的製備及其量子序調控研究

《尖晶石結構V基氧化物的製備及其量子序調控研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由羅軒擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：尖晶石結構V基氧化物的製備及其量子序調控研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：羅軒
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

過渡族金屬氧化物(Transitional Metal Oxides, TMO)中窄的3d電子能帶由於其庫侖相互作用勢能通常比頻寬大得多，屬典型的電子強關聯體系，TMO中的電荷、自旋、軌道和晶格等自由度的相互競爭和合作，導致電荷序、自旋序和軌道序等量子有序現象的出現，這些能量上比較接近的不同量子序之間的相互競爭使得TMO在巨觀上表現出極其豐富的物理性質。目前對於TMO中量子序的研究主要集中在eg電子體系的錳基氧化物和t2g電子體系的鈣鈦礦釩基氧化物中，而且對量子序變化的物理機制還不是十分清楚。本項目擬開展具有t2g電子特徵的尖晶石結構釩基氧化物中具有量子序新型材料的製備和及其量子序的組分調控研究，探究其中量子序的起源，為可能的套用研究積累數據。

結題摘要

尖晶石結構V氧化物，其分子式可表示為AV2O4，可以分為兩類，即A位為磁性粒子 (Mn) 和非磁性粒子(Mg，Zn和Cd)。這些材料中電荷、自旋、軌道和晶格等多自由度的存在和關聯不僅極大地豐富了體系的物理內涵，帶來了廣闊的應該前景，同時因為尖晶石結構釩氧化物涉及到多體物理和強相互作用，這給體系物理本質的認識也增加了難度。本項目系統深入地研究尖晶石結構V基氧化物中量子有序新型材料的製備和組分調控研究，探索和研究了尖晶石結構V基氧化物中與量子有序有關的物理問題，探究該體系中量子有序現象的一般規律和可能的套用。比如我們仔細地研究Al摻雜MnV2O4體系的磁相圖，以及Al摻雜對體系磁熱性質以及臨界行為的影響。我們還研究了Fe摻雜體系的磁相圖及磁熱效應等以及CdV2O4中的磁電耦合效應等。為相關巨觀量子效應的未來套用提供實驗和材料基礎，比如低溫的磁製冷領域。同時通過實驗研究對該體系有一個全面的認識。