层状氧化物BiCuXO(X=Se,Te)和AxRhO2(A=K,Rb,Cs)的制备及物性研究

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近年来,层状结构氧化物由于其独特的晶体结构及其丰富的物理性能,受到了材料学界以及物理学界非常大的关注,具有巨大的应用前景,如层状材料具有良好的热电性能、磁电性能,可以作为太阳能电池、巨磁阻材料及电极材料等。BiCuSeO是热门的层状结构热电材料,它具有优秀的Seebeck系数以和较低的热导率,但由于导电性较差,影响了他的热电性能,我们通过将Se元素替换成Te元素有效提高了它的电导率。另外有很多理论计算的工作探究了BiCuXO(X=Se,Te)极低热导率的物理原因,却缺少实验数据的支撑。本文采用固相合成的方法获得BiCuXO(X=Se,Te)材料,通过非弹性中子散射实验及拉曼光谱实验来得到它们的平均声速、拉曼振动模式的Grüneisen常数以及热输运的弛豫时间来与理论计算结果相互印证。AxRhO2(A=K,Rb,Cs)属于三角晶格的层状结构过渡族金属氧化物,由于三角晶格会伴随几何阻挫效应,而层状结构会使它具有各向异性,同时过渡金属Rh具有一定的电子关联、不同类型和强度的晶体场、自旋轨道作用,在这三者共同作用下,使得该体系具有丰富的物理性能。而很多研究表明该结构的材料会随着A位元素含量的改变而产生不同的物理性质。本文通过助熔剂法首次生长出高质量的Rb0.66RhO2和Cs0.55RhO2单晶,通过化学脱A位元素的方法获得系列AxRhO2(A=K,Rb,Cs)晶体,并对相同组分的A0.55RhO2(A=K,Rb,Cs)和不同组分的AxRhO2(A=K,Rb,Cs)进行结构表征及电输运,从而探究A和x对AxRhO2体系的影响。
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