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Single crystal growth of iridates without platinum impurities
arXiv - PHYS - Materials Science Pub Date : 2022-09-27 , DOI: arxiv-2209.13506
Jimin Kim, Hoon Kim, Hyun-Woo J. Kim, Sunwook Park, Jin-Kwang Kim, Junyoung Kwon, Jungho Kim, Hyeong Woo Seo, Jun Sung Kim, B. J. Kim

Iridates have attracted much interest in the last decade for their novel magnetism emerging in the limit of strong spin-orbit coupling and possible unconventional superconductivity. A standard for growing iridate single crystals has been the flux method using platinum crucibles. Here, we show that this widely used method compromises the sample quality by inclusion of platinum impurities. We find that Sr2IrO4 single crystals grown in iridium crucibles show remarkable differences from those grown in platinum crucibles in their sample characterizations using Raman spectroscopy, resistivity, magnetization, optical third harmonic generation, resonant X-ray diffraction, and resonant inelastic X-ray scattering measurements. In particular, we show that several peaks of sizable intensities disappear in the Raman spectra of samples free of platinum impurities, and a significantly larger activation energy is extracted from the resistivity data compared to previously reported values. Furthermore, we find no evidence of the previously reported glide symmetry breaking structural distortions and confirm the I41/acd space group of the lattice symmetry. Although the platinum impurities are not apparent in the magnetic properties and thus went unnoticed in the stoichiometric insulating phase for a long time, their effects can be much more detrimental to transport properties in chemically doped compounds. Therefore, our result suggests using growth methods that avoid platinum impurities for an investigation of intrinsic physical properties of iridates, and possible superconducting phases.

中文翻译:

不含铂杂质的铱酸盐单晶生长

在过去的十年中,铱星因其在强自旋轨道耦合和可能的非常规超导性的限制下出现的新颖磁性而引起了极大的兴趣。生长铱酸盐单晶的标准是使用铂坩埚的助熔剂法。在这里,我们表明,这种广泛使用的方法会因包含铂杂质而损害样品质量。我们发现,在铱坩埚中生长的 Sr2IrO4 单晶与在铂坩埚中生长的单晶在使用拉曼光谱、电阻率、磁化强度、光学三次谐波产生、共振 X 射线衍射和共振非弹性 X 射线散射测量的样品表征方面存在显着差异. 尤其是,我们表明,在不含铂杂质的样品的拉曼光谱中,几个相当大的强度峰消失了,并且与先前报道的值相比,从电阻率数据中提取了显着更大的活化能。此外,我们没有发现先前报道的滑翔对称性破坏结构扭曲的证据,并证实了晶格对称性的 I41/acd 空间群。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。并且与先前报道的值相比,从电阻率数据中提取了显着更大的活化能。此外,我们没有发现先前报道的滑翔对称性破坏结构扭曲的证据,并证实了晶格对称性的 I41/acd 空间群。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。并且与先前报道的值相比,从电阻率数据中提取了显着更大的活化能。此外,我们没有发现先前报道的滑翔对称性破坏结构扭曲的证据,并证实了晶格对称性的 I41/acd 空间群。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。此外,我们没有发现先前报道的滑翔对称性破坏结构扭曲的证据,并证实了晶格对称性的 I41/acd 空间群。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。此外,我们没有发现先前报道的滑翔对称性破坏结构扭曲的证据,并证实了晶格对称性的 I41/acd 空间群。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。尽管铂杂质的磁性不明显,因此在化学计量绝缘相中很长一段时间都没有被注意到,但它们的影响可能对化学掺杂化合物的传输性能更加不利。因此,我们的结果建议使用避免铂杂质的生长方法来研究铱酸盐的固有物理性质和可能的超导相。
更新日期:2022-09-28
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