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层状氧化物硫属化合物Sr?CuO?Cu?S?和Sr?CuO?Cu?Se?的合成、结构与性质

DOI：10.1021/acs.inorgchem.8b02698 期刊：Inorganic Chemistry 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 报道了两种新型氧化物硫族化合物相Sr2CuO2Cu2S2和Sr2CuO2Cu2Se2的结构，二者均含有含Cu2+的无限延伸CuO2平面，且硫化物或硒化物层中存在Cu+离子。粉末中子衍射测量表明，Sr2CuO2Cu2Se2表现出长程磁有序，其磁结构基于最近邻Cu2+离子间的反铁磁相互作用，导致核晶胞沿√2a×√2a×2c方向扩展。1.7K时Cu2+离子的有序磁矩为0.39(6)μB，与密度泛函理论计算预测值相符。这些化合物在结构上与铜氧化物超导体相关，也可视为该类超导体母相（如Sr2CuO2Cl2或La2CuO4）的类似物。但本研究中，基于硫族元素的价带顶部非常接近导带中空置的Cu2+ 3d态，导致实测电导率相对较高。
作者： Jack N. Blandy，Shuai Liu，Catherine F. Smura，Simon J. Cassidy，Daniel N. Woodruff，John E. McGrady，Simon J. Clarke
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

报道层状氧化物硫属化合物Sr2CuO2Cu2S2和Sr2CuO2Cu2Se2的合成、结构及性质，重点关注其磁有序和电子结构。

研究成果

Sr2CuO2Cu2Se2表现出长程反铁磁有序，其Cu2+离子具有微小的局域磁矩，这与铜氧化物超导体的母相类似。以硒化物为主导的价带与Cu2+导带之间的紧密接近表明，通过化学调控有可能引入超导性。硫化物类似物Sr2CuO2Cu2S2存在合成上的挑战，但与硒化物具有相似的电子性质。

研究不足

Sr2CuO2Cu2S2的合成具有挑战性，导致样品不纯。铁磁性杂质的存在使磁学测量变得复杂。由于样品纯度不足以及高杂质含量导致无法对Sr2CuO2Cu2S2进行测量，电阻率测量也受到限制。

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