鈣鈦礦結構釩基氧化物光誘導效應研究

《鈣鈦礦結構釩基氧化物光誘導效應研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由孫玉平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鈣鈦礦結構釩基氧化物光誘導效應研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫玉平
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

過渡金屬氧化物(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、晶格等自由度相互競爭和合作，導致電荷序、自旋序、軌道序等量子序現象的出現，這些能量上比較接近的不同量子有序相之間的相互競爭使得TMO在外在物理刺激下能表現出極其豐富的物理性質。目前對於TMO中量子序在外在物理刺激下的研究主要集中在eg電子體系且對量子序變化的物理機制認識還不十分清楚。本項目擬開展具有t2g電子特徵的鈣鈦礦結構V基氧化物中量子序的組分調製和光誘導效應研究，其目的是探索TMO中光誘導效應的一般規律，實現TMO中量子有序現象的光場調控，研究由光場調控量子有序變化而引起的新的巨觀量子效應，探索可能的套用，為相關巨觀量子效應的未來套用提供實驗和材料基礎。

結題摘要

過渡族金屬釩基氧化物中庫侖相互作用勢較其3d電子頻寬大得多，屬典型的電子強關聯體系，其中的電荷、自旋、軌道和晶格自由度相互競爭和合作，導致該體系易出現電荷序、自旋序、軌道序等量子序。這些量子序能量上比較接近，在內外部環境改變時可能會表現出較豐富的物理性質。基於以上考慮，本項目選擇鈣鈦礦和尖晶石兩類釩基氧化物，利用組分和外加磁場替代雷射對體系中的量子序進行了調控研究，目的是探索過渡族金屬氧化物中量子序組分調控的一般規律，進而研究體系中可能出現的新的巨觀量子效應，探索可能的套用前景。 我們選擇(Sm,Dy,Ca)VO3和MnV2O4作為本項目的主要研究體系，分別研究了A位、V位和O位元素摻雜對該類材料物性的影響。在鈣鈦礦結構(Sm,Dy,Ca)VO3化合物中，不同價態離子摻雜對材料電、磁和熱輸運性質影響差別非常大，如少量Ca摻雜可以使體系中的自旋/軌道序幾乎完全融化，雖然Ce摻雜對這些自旋/軌道序也有抑制作用，但影響相對來說小得多，適當的F摻雜可在體系中誘導出電荷有序態。對尖晶石結構MnV2O4材料來說，適當的Al和Zn摻雜均可有效地調控材料中的自旋/軌道序。上述部分研究結果已以論文的形式發表出來。到目前為止，我們已發表或接受發表相關論文7篇，相信這些結果會為今後在該領域的深入研究提供一些幫助，也為相關量子效應在未來的可能套用提供一定的實驗和材料基礎。