周传仓刘发民丁芃钟文武蔡鲁刚曾乐贵

钪钇石型β-Mn2V2O7的水热合成、结构表征与反铁磁性

周传仓 刘发民丁芃 钟文武 蔡鲁刚 曾乐贵

(北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，教育部微纳测控与物理重点实验室，北京100191)
(2010年8月4日收到;2010年10月26日收到修改稿)

用水热法新工艺在温度为200—220℃，pH值为6—9条件下合成出Mn2V2O7粉晶．利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和电子衍射(SAED)分析了其物相、形貌及微结构，结果表明:合成产物均为单斜晶系的钪钇石型β-Mn2V2O7;当合成温度为200℃时，pH值为6—7时合成产物的形貌为棒状结构，pH为8—9时的形貌为棒状与花瓣状共存．HRTEM与SAED分析表明了产物的各向异性生长与结晶完整性．利用超导量子干涉仪(SQUID)研究了在1 T磁场中，2—300 K温度范围内棒状Mn2V2O7粉晶的变温磁化率，结果发现:Mn2V2O7材料在24 K左右具有反铁磁—顺磁相变，100 K以上的温度下磁化率倒数能很好的符合Curie-Weiss定律，并由此算出顺磁外斯温度θ=－24.6 K，居里常数C=9.846 emu·K/mol，表明在钪钇石型β-Mn2V2O7材料中存在反铁磁性的相互作用，这种反铁磁性是由Mn2+－O2－-Mn2+的超交换作用引起的．

水热法，β-Mn2V2O7，结构与形貌，反铁磁性

PACS:75．50．Ee，81．07．Bc

1.引言

Mn2V2O7作为一种具有层状结构的磁性材料，在物理、化学及材料领域受到越来越多的关注［1—3］．Mn2V2O7具有一种扭曲的蜂巢结构，它包括高温相β型与低温相α型结构，其中β-Mn2V2O7是单斜晶系，是室温下存在的相，空间群是C2/m，晶胞参数为a=0.67129(6)nm，b= 0.87245(5)nm，c=0.49693(4)nm，β=103.591 (8)°［4—6］;从β-Mn2V2O7结构(图1)中可以看到四面体VO4层与八面体MnO6层交替排列，这些平行的层平行于面(001)．Brown等人［7］系统……