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Cd2Re2O7 단결정의 온도변화에 따른 라만 산란 연구

Cd2Re2O7 단결정의 온도변화에 따른 라만 산란 연구
Issue Date
대학원 물리학과
이화여자대학교 대학원
Pyrochlore(황녹석) 구조에 속하는 전이금속 산화물에서는 지금까지 초전도성이 발견되지 않았었다. 그러나 책근 Cd_(2)Re_(2)O_(7)이 1 K 근처에서 초전도성을 띤다는 사실이 알려지면서 크게 관심을 끌었다. Cd_(2)Re_(2)O_(7)는 Pyrochlore 구조에 속하는 최초의 초전도 전이금속 산화물로서 새로운 물리적 현상을 갖고 있는 것으로 보인다. 200 K 근처에서도 이 물질의 여러 가지 비정상성들(anomalies)이 관찰되었다. 이에 본 논문에서는 라만 분광을 이용하여 단결정 Cd_(2)Re_(2)O_(7)의 결정 및 전자 구조에 대한 온도에 따른 변화를 살펴보았다. Cd_(2)Re_(2)O_(7)가 200 K 근처에서 구조적 상전이를 할 것이라는 예측이 X선 회절(XRD) 분석을 통해 보고 되었다. 이에 10 K에서 297 K(상온)사이의 다양한 온도에서 라만 스펙트라를 측정한 결과, 180 K과 150 K에서 156 ㎝^(-1)과 325 ㎝^(-1)에 상온에서 관찰되지 않았던 새로운 피크가 나타나는 것을 볼 수 있었다. 이러한 새로운 피크는 구조 변화를 의미한다. 따라서 Cd_(2)Re_(2)O_(7)에서 나타나는 200 K근처에서의 이례적인 현상들이 구조 변화와 관련 있을 것으로 보인다. 한편 120 K 이하에서 230 ㎝^(-1) 피크가 두 개의 피크로 갈라짐을 확인 하였다. 이에 대해 그것의 반치폭이 급격하게 감소하고, 100 K를 전후로 이 구간에서 면적 세기가 일정해지는 것을 관찰하였다. 그런가 하면 120 K 이하에서 411 ㎝^(-1) 과 652 ㎝^(-1) 피크의 진동수가 변하지 않는 비정상성(anomaly)도 관찰되었다. 이와 같은 현상은 120 K 근처에서 보고 된 전기적특성 변화에 비추어 볼 때, 국소적 변형과 관련한 포논과 전자의 상호작용 결과로 해석된다.;Recently, superconductivity was discovered in Cd_(2)Re_(2)O_(7) making it the only known superconductor based on the pyrochlore structure. In addition to its superconductivity, other remarkable anomalies were found at 200 K in resistivity, susceptibility, and specific heat measurements. It appears to mean that this compound has new physical property as the first superconductor in the pyrochlore family. In this study we present the results of Raman scattering studies of single crystalline Cd_(2)Re_(2)O_(7) as a function of temperature. Previous result of X-ray diffraction on Cd_(2)Re_(2)O_(7) reported the presence of structural phase transition at 200 K. Raman spectra were measured at various temperatures between 10 K and 297 K. Near 156 cm^(-l) and 325 cm^(-l), new peaks were observed at 150 K and 180 K respectively. But we expect these peaks will initiate at 200 K. This means that there occurred a structural change at the temperature, so it can be inferred that the anomalies near 200 K are related with the structural change. In addition, below 120 K, the peak at 230 cm^(-1) was observed to split into two peaks conserving the integrated intensity around 100 K and that mode showed abrupt decrease of the full width half maximum. Besides, we found anomaly below 120 K that frequencies of peaks at 411 cm^(-1) and 652 cm^(-1) did not shift at all. Compared with the change of electrical property reported near 120 K, this is interpreted as the result of interaction between phonon and electron in relation with the local change in the structures.
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