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(BEDT-TTF)（FeBr4）晶体的制备及其物理性质的研究

作　者: 吴永晟
导　师: 王兵；侯建国
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 电化学结晶 BEDT-TTF 导电性 磁性
分类号: O73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


由于丰富的晶体结构和电子结构,BEDT-TTF型电荷转移盐的性质变化多端,展现了绝缘体、半导体、金属和超导体的电学性质和泡利顺磁性、低维反铁磁、三维有序反铁磁和弱铁磁的磁学性质。本论文制备(BEDT-TTF)[FeBr4]晶体并利用多种实验手段研究其物理性质。在第一章中,我们先介绍了电化学结晶技术的发明、发展和原理以及晶体制备过程中的详细步骤和注意事项。然后介绍了X射线衍射、扫描隧道显微镜、超导量子干涉器、综合物性测量系统和电子顺磁共振的基本原理和相关技术。在第二章中,简要介绍了有机分子晶体特别是BEDT-TTF型电荷转移盐的性质与现象,包括晶体结构、导电性、磁性等。介绍了因掺有磁性元素而具有复合性质的有机分子晶体,比如磁性分子金属、磁性分子超导体等等。在第三章中,利用电化学结晶的方法制备了(BEDT-TTF)[FeBr4]单晶,通过分子束蒸发得到了(BEDT-TTF)[FeBr4]薄膜,并观察到相当于体相bc面的表面结构,膜结构具有绝缘性。晶体的磁性主要由三价铁离子决定,晶体中三价铁离子之间不具有铁磁耦合或反铁磁耦合。在300K-185K温度区间,晶体电阻率与电子的热激发效率以及载流子受电离杂质散射强弱有关。在185K-10K温度区间,晶体的导电性只依赖体内杂质缺陷等的电离。磁场对导电性的影响有两个方面,分别是洛伦兹力增加电子散射和晶体自旋极化降低电子散射。在电子顺磁共振谱中同时发现π电子和d电子的共振信号,温度降低可使π电子和d电子的耦合作用增强,晶体沿着不同轴旋转,其共振信号随旋转角度的变化存在着巨大的差异。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 相关实验技术简介  9-27
  1.1 电化学结晶技术简介  9-13
    1.1.1 晶体生长学简介  9-10
    1.1.2 电化学结晶技术  10-11
    1.1.3 电化学结晶装置  11-13
  1.2 X 射线衍射技术简介  13-16
    1.2.1 X 射线衍射的基本原理  13-14
    1.2.2 粉末X 射线衍射  14-15
    1.2.3 四圆单晶X 射线衍射  15-16
  1.3 扫描隧道显微术简介  16-19
    1.3.1 扫描隧道显微镜的发明与发展  16-17
    1.3.2 扫描隧道显微镜的工作原理  17-18
    1.3.3 超高真空变温扫描隧道显微镜  18-19
  1.4 超导量子干涉器简介  19-21
  1.5 综合物性测量系统简介  21-22
  1.6 电子顺磁共振简介  22-27
第二章 有机分子晶体的研究现状  27-57
  2.1 导电分子晶体  27-39
    2.1.1 导电分子晶体的发现  27-28
    2.1.2 小TTF 型电子给体及其电荷转移盐  28-30
    2.1.3 中TTF 型电子给体及其电荷转移盐  30-34
    2.1.4 大TTF 型电子给体及其电荷转移盐  34-36
    2.1.5 金属二硫烯配合物类导电分子晶体  36-38
    2.1.6 有机分子导体的应用  38-39
  2.2 有机分子磁体  39-55
    2.2.1 磁性分子金属和半导体  40-50
      2.2.1.1 单核金属复合物  41-47
      2.2.1.2 多核金属复合物  47-50
    2.2.2 磁性分子超导体  50-53
    2.2.3 铁磁分子导体  53-55
  2.3 BEDT-TTF 型分子晶体  55-57
第三章 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体的制备和性质的研究  57-75
  3.1 前言  57-59
  3.2 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体的制备  59-66
  3.3 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体物理性质的研究  66-74
    3.3.1 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体磁化率的测试  66-67
    3.3.2 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体电阻的测试  67-69
    3.3.3 (BEDT-TTF)[FeBr_4]晶体电子自旋共振的测试  69-74
  3.4 结论  74-75
参考文献  75-81
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  81-83
致谢  83

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中图分类: > 数理科学和化学 > 晶体学 > 晶体物理
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