新型功能化合物的晶体结构和电子能量损失谱研究

摘要

本文深入研究了六方层状结构钴氧化物中的层间阳离子排列,电荷/轨道序和金属超导体NbB2中的电子能量损失谱,阐述了现代透射电子显微镜(TEM)技术和电子能量损失谱在功能化合物研究领域的应用.基于MxCoO2(M=Na,Sr或Ca)化合物的TEM结构分析,总结给出了反映这种层状结构化合物中阳离子含量和结构特性关联的相图.以Na0.5CoO2材料作为研究主体,系统分析了材料结构随温度的变化,并对Na离子有序和结构相变进行了深入探讨.在100 K到20 K温度区间观测到了两个超结构相,其基本特性可以用电荷/轨道有序模型很好地解释.NbB2是典型的层状超导体,电子能量损失谱表现出很强的各向异性.结合第一性原理计算对其电子结构和电子能量损失谱的特性进行了仔细分析,获得了费米能级附近B的2p轨道未占据态信息.在这些实验和理论结果的基础上,系统分析了六方层状钴氧化物中结构相变和物理性能的关联,并对NbB2和MgB2超导材料电子结构区别进行了讨论.