狄拉克材料CaMnBi_2的单晶制备与物理性质研究

采用高温助溶剂方法制备出各向异性狄拉克材料Ca Mn Bi2的高质量大尺寸单晶样品。综合运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能量色散X射线光谱仪系统(SEM-EDX)、综合物性测量系统(PPMS)等测试手段对Ca Mn Bi2高质量单晶样品的晶体结构、化学成分、电学、磁学和热学性质进行了系统的研究。结果表明:Ca Mn Bi2的晶体结构是由Mn Bi(1)四面体层、Ca原子层以及Bi(2)四方格子层构成,它们按照Mn Bi(1)-Ca-Bi(2)-Ca-Mn Bi(1)的顺序沿c轴方向堆垛形成"三明治"型层状结构;这些不同的结构层对物理性质有不同的作用,其中Bi(2)四方格子层对电输运性质和狄拉克电子起主要作用,而Mn Bi(1)层中Mn2+对磁学性质的起着决定作用。这两个功能层的共同作用下该材料具有层状准二维电子系统的典型特征,并且表现出金属反铁磁(TN=270 K)行为。