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摘要

通过助溶剂熔融法并在氩气气氛炉中成功生长出高质量大尺寸的CaTi2O4的单晶.X射线衍射实验及能量损失谱EDS证实,制备的CaTi2O4单晶晶胞参数a=9.781?,b=9.966?,c=3.148?,所有样品均为单相,且符合化学计量比,样品高纯.通过直流磁化率的测量,首次给出了晶体的Van-Vleck顺磁因子为6.85×10-5cm3/mol,Cure-Weiss温度为-0.44 K,呈弱反铁磁性.同时,通过单晶各向磁化率的测量,进一步确认了CaTi2O4晶体中一维有序Ti-Ti反铁磁dimer链的形成,并明确了其方向.

关键词:

Abstract

High quality and large-size single crystals of CaTi2O4 were prepared by the molten salt flux method. The X-ray diffraction and the EDS results showed that all the CaTi2O4 crystals have the rom temperature lattice parameters a=9.781 ?,b=9.966 ? and c=3.148 ?, and all the samples have perfect stoichiometric composition. Through the magnetic susceptibility measurement, we first obtained the Van-Vleck paramagnetic parameter of CaTi2O4 of 6.85×10－5cm3/mol, and Cure-Weiss temperature of -0.44 K, revealing that CaTi2O4 is a weak ferromagnetic compound. Further more, the existence of Ti-Ti dimer was confirmed by anisotropy measurement, the structure and direction of the antiferromagnetic dimer chains were also determined.

Keywords:

作者及机构信息

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基金项目:国家自然科学基金(批准号:10974148,10674105),国家基础科学人才培养基金(批准号:J0830310)资助的课题.

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Single crystal growth and magnetic properties of spinel structure and spin ordering compound CaTi2O4

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