探索摻雜La的Nd2-xPrxCuO4材料的物質特性、結構轉變和互相關系
前言：兩種不同的晶體結構類型，即四方晶體結構T´和四方畸變和正交畸變的K2NiF4型結構T/O，這些結構的原始化合物分别為T´結構的Nd2CuO4和T/O結構的La2CuO4，為了研究這兩種結構之間的相變，将La摻雜到Nd1.8Pr0.2CuO4中，得到了一系列的Nd1.8-xLaxPr0.2CuO4材料。
通過固相法，制備了一系列不同La含量的材料，範圍從x=0到x=1.8，每次增加0.1，共檢測了19個不同組成的樣品，以建構Nd1.8-xLaxPr0.2CuO4家族的相圖。
具有吸濕性的粉末（Nd2O3、Pr6O11、La2O3）在高達900°C的溫度下幹燥了30分鐘，随後，用丙酮将準确配比的Nd2O3（Alfa-Aeser 99.9%）、Pr6O11（Alfa-Aeser 99.9%）、CuO（Aldrich 99+ %）和La2O3（Aldrich 99.99%）稱量并研磨。
這些混合物随後在空氣中經過850°C的煅燒處理，持續36小時，之後，使用行星式球磨機對粉末進行再研磨，并重複進行850°C的熱處理（36小時），發現在850°C燒結的樣品（其中x=0.3到1.6）是兩相混合物，是以所有樣品都經過950°C的再熱處理，持續24小時，以合成NLPCO，加熱和冷卻過程均以3°C/min的速率進行。
通過在Stoe STADI/P粉末衍射儀上對粉末進行X射線衍射（XRD）分析來檢查相純度，使用CuKα1源（CuKα l =1.54056 A˚）産生入射輻射，資料采集的步長為0.02°，每個步長的采集時間為10秒，使用凡士林将樣品安裝在樣品架上。
在Bruker Axs D8 advance衍射儀上進行了室溫下的原位X射線衍射分析，該儀器配備了Lynxeye探測器，衍射範圍為10-90°，步長為0.02°，每個步長的測量時間為25秒（CuKα=1.54 Å）。
高溫下的衍射資料是在Bruker axs D8 advance衍射儀上收集的，衍射範圍為10-90°，步長為0.0148°，每個步長的計數時間為0.2秒，儀器配備了高溫Anton Paar HTK 1200N裝置和一維X射線探測器VÅNTEC-1（CuKα=1.54 Å）。
對于所有這些組成，X射線資料在每個50°C的溫度增加下，一直記錄到1000°C，但是，為每個組成（T´、T´´、T/O）選擇了感興趣的溫度，并在圖表中繪制出來，所有這些圖表都是在從1000°C冷卻到室溫的過程中繪制的，每個溫度的平衡時間為1小時。
使用FULLPROF軟體(123)對樣品的室溫晶格參數進行最小二乘拟合，使用熱重分析儀(TGA，NETZSCH/TG209)對所有單相樣品進行了熱重分析，以确定氧含量，大約20毫克的粉末在流動的5%氫氣/95%氩氣(22毫升/分鐘)的條件下，以每分鐘5攝氏度的速率從50攝氏度升溫至950攝氏度，通過考慮檢測到的品質損失，計算出氧含量。
僅對標明的單相材料組成進行了磁性性質的測量，使用MPMS超導量子幹涉儀裝置從200K到5K進行磁化率測量。
電學性能是使用小圓形的顆粒進行測量的，顆粒采用120 Mpa的單軸壓制力進行壓制，顆粒直徑為13 mm，厚度為1-2 mm，并在空氣中以950°C的溫度燒結10小時，使用四點直流技術測量導電率，在室溫至900°C的空氣中進行測量，同時還研究了在900°C下氧分壓的影響，通過引入氮氣或幹燥氩氣，通過系統沖洗直到通過YSZ氧傳感器測得穩定的p(O2)。
一旦達到穩定的氧分壓，系統被密封起來，随着氧氣通過自然洩漏重新進入系統，導電率被監測，電學行為在一些不同的組成中進行了研究，其中La的含量為x = 0.0.0.1, 0.2, 0.3, 1.7和1.8。
結論：研究結果顯示，La摻雜引起晶格常數a和c的增加，并遵循Vegard定律，在特定La含量範圍内，觀察到晶格參數的不連續變化，表明出現了相分離現象，此外，La摻雜還導緻T´相強度的降低，當La含量達到一定水準時，材料轉變為純的T´´相，通過X射線衍射分析，還發現了一種新的T´´相，其晶格常數略大于T´相，且具有更大的晶胞體積，這些發現對深入了解和應用摻雜La的Nd2-xPrxCuO4材料在相關領域具有重要意義。
