Вопрос 33 Орбитальное упорядочение в Zn V 2

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Вопрос 33 Орбитальное упорядочение в Zn. V 2 O 4. Основное состояние в Mg. Ti 2 O 4 (с 1 по 24 слайд 12 лекции (тут не все) )

Орбитальное упорядочение в Zn. V 2 O 4 при TS Тетрагональная фаза T < 50 K: Кубическая фаза T > 50 K: a = 8. 399 Å atet = 5. 948 Å, ctet = 8. 375 Å • Магнитные ионы V 3+ расположены во фрустрированной • dxy предпочтительна и занята одним электроном на каждом ионе ванадия; В -подрешетке; • Трехкратно вырожденные t 2 g • Второй электрон находится в орбитали случайно заняты двумя d антиферро-орбитальном состоянии: -электронами ванадия вдоль оси с чередуются ab-плоскости, в которых заняты dyz или dzx При структурном фазовом переходе устанавливается орбитальное упорядочение и возникает искажение Ян-Теллера. Орбитальный порядок уменьшает фрустрацию обменного взаимодействия и индуцирует антиферромагнитные корреляции в одномерных цепочках в плоскости ab (J ~ 200 K, J 3/J ~ 0. 02).

Орбитальные и спиновые цепочки в Zn. V 2 O 4 dxy dyz dzx J 3 b a Кубическая фаза: запутанные трехмерные цепочки спинов J Тетрагональная фаза: одномерные антиферромагнитные спиновые цепочки

Альтернативные модели для орбитального порядка Орбитальное упорядочение ионов V ниже структурного фазового перехода

Низкотемпературный Неелевский порядок в Zn. V 2 O 4 T < 40 K

Теплоемкость Zn. V 2 O 4, Cd. V 2 O 4 и Mg. Ti 2 O 4

Сравнение теплоемкостей • Теплоемкость ванадиевых шпинелей Zn. V 2 O 4 и Cd. V 2 O 4 демонстрирует резкий пик при структурном фазовом переходе и -типа аномалию при температуре Нееля; • Теплоемкость ванадиевых шпинелей описывается фононами поведение с температурами Дебая D = 357 K для Zn. V 2 O 4 и D = 276 K для Cd. V 2 O 4; • Фазовый переход второго рода в Mg. Ti 2 O 4 сопровождается широким максимумом в теплоемкости; • Теплоемкость титановой шпинели не описывается только фононами, оценка температуры Дебая D ~ 500 K; • Теплоемкость титановой шпинели в спин-синглетном состоянии существенно меньше, чем теплоемкость ванадиевых шпинелей, что говорит о существенном вкладе магнитной подсистемы в теплоемкость в Zn. V 2 O 4 и Cd. V 2 O 4.

Основное состояние твердого тела С понижением температуры квантовомеханическая система занимает наиболее энергетически выгодное, максимально упорядоченное ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ. Пути достижения основного состояния кардинально отличаются в разных соединениях, в зависимости от того, что является движущей силой формирования порядка. Зарядовое упорядочение Орбитальное упорядочение Магнитное упорядочение Три подсистемы в веществе должны перейти в это состояние согласованно. Во многих случаях подсистемы оказываются сильно связанными между собой, и наиболее ярко эта взаимосвязь проявляется вблизи фазовых переходов.

Титановая шпинель Mg. Ti 2 O 4 A-позиции занимают ионы Mg 2+ B- позиции занимают магнитные ионы Ti 3+ (3 d 1) , S – 1/2 Фазовый переход второго рода при TS ~ 260 K: • Структурный фазовый переход (из кубической в тетрагональную структуру); • Падение магнитной восприимчивости; • Переход металл-изолятор. Магнитные ионы в позиции В

Сопротивление Mg. Ti 2 O 4 ln 7 Переход металл-изолятор виден как излом в сопротивлении при 260 К 6 5 4 5 10 15 100/T (K-1) При низких температурах – изолятор, выше перехода – металл.

Магнитная восприимчивость Mg. Ti 2 O 4 Аномально низкая величина магнитной восприимчивости для спина S-1/2 позволяет считать непроводящее состояние (T < 260 K) спиновым синглетом.

Теплоемкость Mg. Ti 2 O 4

Скачать презентацию Вопрос 33 Орбитальное упорядочение в Zn V 2

Вопрос 33.ppt

Количество слайдов: 12