孙玉平研究员领导的课题组在层状钴基氧化物体系中观察到相分离现象,并在该体系中首次给出相分离的实验证据。孙玉平小组的博士生昂然,选取Sr1.5Pr0.5CoO4样品为研究对象,通过直流磁化强度测量,发现在居里温度TC=230K以下零场冷和场冷磁化强度出现了明显的分离而表现为类似自旋玻璃(Spin Glass, SG)行为,其冻结温度Tf为127K。为了证实玻璃态行为,为此进行了交流磁化率测量,发现在驱动场一定的条件下,伴随频率的增加,Tf的峰值被抑制且峰位向高温移动,通过计算表明该体系是以SG态存在而非以团簇玻璃(Cluster Glass, CG)态存在的。此外,在固定驱动场和频率的条件下,通过改变不同的静态场,发现交流磁化率出现了两个峰(即Tf1和Tf2峰),其中Tf1对应Tf ,且随着外加场的增加,Tf1峰向低温移动并且逐渐消失;而新出现的Tf2峰向高温移动并变得明显,当达到40000 Oe时,Tf2对应TC。这就表明Sr1.5Pr0.5CoO4体系存在着典型的相分离,即自旋玻璃和铁磁 (FM) 团簇共存。可以判断出该层状钴基氧化物体系存在三个区域:SG区、FM团簇区和非FM团簇区。
该工作得到审稿专家的高度评价:“作者进行了一系列层状结构钴基氧化物的实验研究,给出了有力的相分离证据,即铁磁、自旋玻璃和非铁磁团簇共存;这是一个非常有趣的结果,这对于区分其它过渡族氧化物如锰基氧化物的相分离具有重要指导意义。”
上述研究成果已于4月22日在线发表在Appl. Phys. Lett. 92, 162508 (2008) 上。