Structural complexity in strongly correlated Pr2-xSrxNiO4+δ, explored by in situ single crystal X-ray and neutron diffraction

(1)

HAL Id: tel-02343173

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02343173

Submitted on 2 Nov 2019

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Structural complexity in strongly correlated

Pr2-xSrxNiO4+δ, explored by in situ single crystal

X-ray and neutron diffraction

Rajesh Dutta

To cite this version:

Rajesh Dutta. Structural complexity in strongly correlated Pr2-xSrxNiO4+δ, explored by in situ single crystal X-ray and neutron diffraction. Material chemistry. Université de Bordeaux, 2017. English. �NNT : 2017BORD0754�. �tel-02343173�

(2)

THÈSE PRÉSENTÉE POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR DE

L’UNIVERSITÉ DE BORDEAUX

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES (SC)

SPÉCIALITÉ

PHYSICO - CHIMIE DE LA MATIÈRE CONDENSÉE

Par Rajesh DUTTA

Structural Complexity in Strongly Correlated Pr

2-x

Sr

x

NiO

4+

,

Explored by in situ Single Crystal X-ray and Neutron

Diffraction

Sous la direction de : Dr. Antoine VILLESUZANNE

(co-directeur : Prof. Werner PAULUS)

Soutenue le 27.11.2017

Membres du jury :

M. GUIONNEAU Philippe, Professeur des Universités, Université de Bordeaux, Président M. ROTH Georg, Professeur des Universités, RWTH Aachen, Rapporteur Mme. MARTIN Christine, DR CNRS, Laboratoire CRISMAT Rapporteur M. RAMACHANDRA RAO M.S, Professeur des Universités, IIT MADRAS Examinateur M. PAPET Philippe, Professeur des Universités, Université de Montpellier Examinateur M. VILLESUZANNE Antoine, CR CNRS, ICMCB Bordeaux Examinateur M. PAULUS Werner, Professeur des Universités, Université de Montpellier Examinateur

(3)

δ δ

δ

(4)

(5)

(6)

(7)

δ

(8)

δ μ δ δ δ δ δ δ

(9)

δ

(10)

(11)

P a g e | 1

(12)

(13)

P a g e | 3

(14)

δ

(15)

P a g e | 5

δ

(16)

δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ

(17)

P a g e | 7

δ

δ δ

(18)

δ

δ δ

δ

(19)

P a g e | 9

δ

.

δ

(20)

δ δ δ ≤ δ ≤ δ ≤ δ ≤ δ δ δ δ δ δ δ

(21)

P a g e | 11 δ ⁰ δ δ δ δ δ

(22)

. δ δ ≥ ≥ (a) (b)

(23)

P a g e | 13

δ

(24)

(25)

(26)

(27)

P a g e | 17 δ δ ⁰ ⁰ α ⁰ ⁰

(28)

(29)

P a g e | 19

(30)

⁰

(31)

P a g e | 21 ⁰ ⁰ δ δ ⁰ ⁰

(32)

δ ⁰

δ ⁰ ⁰

δ

(33)

P a g e | 23 δ δ δ δ δ δ

(34)

⁰

(35)

P a g e | 25

δ δ δ

(36)

(37)

(38)

δ

(39)

P a g e | 29

δ δ

(40)

(41)

P a g e | 31

δ δ

⁰

(42)

δ δ δ δ ≤ ≤ ⁰ ≤ ≤ ⁰ ⁰

(43)

(44)

δ

(45)

P a g e | 35 δ δ δ δ δ δ δ δ

(46)

δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ δ

(47)

P a g e | 37

δ

(48)

δ

(49)

P a g e | 39 δ δ δ δ δ δ δ

(50)

(51)

P a g e | 41

(52)

(53)

(54)

≈

(55)

(56)

δ

l.

(57)

P a g e | 47

≤ ≤

(58)

δ

ϵ ϵ ϵ

ϵ δ

(59)

P a g e | 49

δ

(60)

δ ≤

(61)

P a g e | 51

(62)

(63)

P a g e | 53

(64)

ρ ρ

ρ

(65)

P a g e | 55 ′ ∼ ′ ′ ⁰

(66)

δ

(67)

P a g e | 57

δ δ

(68)

δ ϵ ϵs∼ ϵch ∼ δ δ δ

(69)

P a g e | 59 δ ϵ ϵ ϵ ϵ

(70)

(71)

P a g e | 61

ϵ ϵ

π π π ⁰

(72)

ϵ ϵ ϵ δ ϵ ϵ ϵ ϵ ϵch ϵch

(73)

P a g e | 63

ϵ.

≈

(74)

(75)

P a g e | 65

(76)

(77)

P a g e | 67

𝛿 ≤𝛿≤

𝛿

(78)

𝛿

𝛿 ≤𝛿≤

(79)

P a g e | 69

(80)

δ δ

≲ ≲

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

P a g e | 77

δ

(88)

δ δ

(89)

P a g e | 79

δ

(90)

(91)

P a g e | 81

(92)

(93)

P a g e | 83 μ μ ⁰ ф ф ф μ

(94)

(95)

P a g e | 85 μ ф μ ф μ ф μ μ ⁰ rotation in phi

(96)

μ

⁰ ⍬ ω χ

(97)

P a g e | 87

δ

(98)

⁰

(99)

(100)

δ

(101)

P a g e | 91

δ

(102)

δ

λ

δ

(103)

P a g e | 93

δ ≤ δ ≤

⁰ ≤ ⍬ ≤ ⁰

(104)

γ ⁰

(105)

P a g e | 95

γ ⁰

(106)

δ

(107)

P a g e | 97

(108)

δ

(109)

P a g e | 99

(110)

(111)

P a g e | 101

(112)

∆

⁰

(113)

P a g e | 103

(114)

(115)

P a g e | 105

αna* + βnb* + γnc* and mn is the order of the that modulation

(116)

(117)

P a g e | 107 δ

(111)

(331)

(311)

(131)

(118)

(119)

P a g e | 109

’

(120)

αβ αβ

(121)

P a g e | 111

δ

(122)

γ γ ≠

α β

(123)

P a g e | 113 ≤ ≤ ≤ ≤ α1β1 α2β21/2 ≤ ≤ ≤ ≤ α β α β α β α β α1β1 α2β21/2 α1β1

(124)

(125)

P a g e | 115

(126)

(127)

(128)

(129)

P a g e | 119 δ δ δ δ δ δ ⁰

(130)

(131)

(132)

αβ δ δ δ ⁰ δ δ

(133)

P a g e | 123

δ

(134)

α1β1 α2β2 δ α1β1 δ. δ δ

(135)

P a g e | 125

(136)

δ

(137)

P a g e | 127

δ δ

(138)

(139)

(140)

⁰

δ

⁰ ≤ δ ≤

(141)

P a g e | 131 δ ф μ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ λ ⁰ ⁰

.

δ δ

(142)

(143)

P a g e | 133 δ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ∆

(144)

δ ⁰

(145)

P a g e | 135

⁰

(146)

(147)

P a g e | 137 ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ≤ δ ≤ ⁰ ⁰

(148)

⁰

(149)

P a g e | 139 ⁰ δ ⁰ ⍬ ⁰ ⁰ ⍬ ⁰ ⁰

(150)

⁰

⁰ ⁰

⁰

(151)

P a g e | 141

⁰ ⁰

(152)

(153)

P a g e | 143 ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ α α γ α α α β ⁰ ⁰

(154)

(155)

P a g e | 145 ⁰ δ ⁰ ⁰ δ

(156)

⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ∆δ δ ∆δ ∆δ

(157)

P a g e | 147 δ ~ ⁰ δ δ δ ⁰ δ ⁰ δ δ δ

(158)

δ

δ ~ δ ~

(159)

(160)

(161)

P a g e | 151

δ

⁰ ⁰

(162)

(163)

(164)

(165)

P a g e | 155 δ

μ

δ δ δ δ δ

(166)

δ

(167)

P a g e | 157 δ ф μ μ λ ⁰ δ ф μ ф ф ф ⁰ ⁰

(168)

(169)

P a g e | 159 δ δ δ δ ⁰ ⁰ ⁰ δ ⁰ δ

(170)

(171)

P a g e | 161

⁰

(172)

δ δ) ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ δ

(173)

P a g e | 163

δ

⁰

⁰ ⁰

(174)

(175)

P a g e | 165

δ

(176)

δ

⁰

(177)

(178)

⁰

(179)

P a g e | 169

(180)

δ

⁰

(181)

P a g e | 171

⁰

(182)

δ

(183)

(184)

δ

(185)

(186)

(187)

P a g e | 177 δ ⁰ ⁰ δ δ ⁰ δ δ ⁰ ⁰

(188)

(189)

P a g e | 179

(190)

(191)

P a g e | 181

(192)

δ.

(193)

P a g e | 183

δ

(194)

(195)

P a g e | 185

δ

(196)

μ δ δ ε δ δ δ ε δ δ

(197)

P a g e | 187 δ δ λ λ δ

(198)

δ μ μ ⍬ μ μ μ μ μ μ χ χ

(199)

P a g e | 189

δ

(200)