Point Defects Induced Ferromagnetism in Neutron Irradiated MgO(110) Single Crystals

Mengxiong CAO Xingyu WANG Yaru MA Chunlin MA Weiping ZHOU Xiaoxiong WANG Haiou WANG Weishi TAN

Citation:  CAO Mengxiong, WANG Xingyu, MA Yaru, MA Chunlin, ZHOU Weiping, WANG Xiaoxiong, WANG Haiou, TAN Weishi. Point Defects Induced Ferromagnetism in Neutron Irradiated MgO(110) Single Crystals[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2018, 34(4): 437-444. doi: 10.3866/PKU.WHXB201709043 shu

点缺陷引起中子辐照MgO(110)单晶的铁磁性

    通讯作者: 周卫平, wpzhou@njust.edu.cn
    谭伟石, tanweishi@njust.edu.cn
  • 基金项目:

    江苏省普通高校研究生科研创新项目 CXLX13_179

    国家自然科学基金(U1332106, 11604147, 11604067)和江苏省普通高校研究生科研创新项目(CXLX13_179)资助

    国家自然科学基金 11604147

    国家自然科学基金 U1332106

    国家自然科学基金 11604067

摘要: 对MgO(110)单晶进行中子辐照,辐照剂量从1.0 × 1016到1.0 × 1020 cm-2。基于黄昆漫散射理论,我们计算了MgO晶体中的立方缺陷和偶极力缺陷引起的X射线漫散射强度分布图。通过X射线漫散射及紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱实验表征了晶体的点缺陷组态,并利用超导量子干涉仪(SQUID)测量了样品的磁性。ω–2θ和摇摆曲线说明MgO单晶经中子辐照后产生了晶格畸变,晶体中存在一定浓度的点缺陷。倒易空间图(RSM)显示中子辐照的MgO单晶存在漫散射现象。与计算得到的漫散射分布图对比分析可知,中子辐照的MgO(110)单晶中产生了弗仑克尔缺陷。UV-Vis吸收光谱表明所有辐照晶体中存在阴离子单空位缺陷。辐照剂量较高(1.0 × 1019和1.0 × 1020 cm-2)的样品中存在O空位的聚集。磁性测量显示中子辐照后的MgO(110)单晶在室温下依然是抗磁性,但在低温下具有铁磁性,最大饱和磁化强度达到0.058 emu·g-1。通过中子辐照的方法,可以使MgO(110)单晶产生点缺陷引起的低温铁磁性。利用F色心交换机制可以解释中子辐照MgO晶体中的O空位缺陷与铁磁性之间的关系。

English

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  • 发布日期:  2018-04-15
  • 收稿日期:  2017-08-18
  • 接受日期:  2017-08-31
  • 修回日期:  2017-08-31
  • 网络出版日期:  2017-04-04
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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