Structural evolution of one-dimensional spin-ladder compounds Sr<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>Ca<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:math>Cu<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:…

Type: Article

Publication Date: 2011-10-17

Citations: 19

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevb.84.144111

Abstract

Incommensurate crystal structures of spin ladder series Sr14-xCaxCu24O41 (x=3, 7, 11, 12.2) were characterized by powder neutron scattering method and refined using the superspace group Xmmm(00{\gamma})ss0 (equivalent to superspace group Fmmm(0,0,1+{\gamma})ss0); X stands for non-standard centering (0,0,0,0), (0,1/2,1/2,1/2), (1/2,1/2,0,0), (1/2,0,1/2,1/2)) with a modulated structure model. The Ca doping effects on the lattice parameters, atomic displacement, Cu-O distances, Cu-O bond angles and Cu bond valence sum were characterized. The refined results show that the CuO4 planar units in both chain and ladder sublattices become closer to square shape with an increase of Ca doping. The Cu bond valence sum calculation provided new evidence for the charge transfer from the chains to ladders (approximately 0.16 holes per Cu from x=0 to 12.2). The charge transfer was attributed to two different mechanisms: (a) the Cu-O bond distance shrinkage on the ladder; (b) increase of the interaction between two sublattices, resulting in Cu-O bonding between the chains and ladders. The low temperature structural refinement resulted in the similar conclusion, with a slight charge backflow to the chains.

Locations

  • arXiv (Cornell University) - View - PDF
  • DORA PSI (Paul Scherrer Institute) - View - PDF
  • DataCite API - View
  • Physical Review B - View

Similar Works

Action Title Year Authors
+ PDF Chat Spin-gap evolution upon Ca doping in the spin-ladder series Sr<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>Ca<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:math>Cu<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn… 2013 Guochu Deng
N. Tsyrulin
P. Bourges
D. Lamago
H. M. Rønnow
M. Kenzelmann
Sergey Danilkin
E. Pomjakushina
K. Conder
+ PDF Chat Magnetic properties of the<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>quasi-one-dimensional antiferromagnet<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">CaCu</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:… 2001 V. Kiryukhin
Young‐June Kim
K. J. Thomas
F. C. Chou
R. W. Erwin
Q. Huang
M. A. Kastner
R. J. Birgeneau
+ PDF Chat Influence of the structural modulations and the Chain-ladder interaction in the $Sr_{14-x}Ca_{x}Cu_{24}O_{41}$ compounds. 2006 Alain Gellé
Marie-Bernadette Lepetit
+ PDF Chat Spin dynamics of edge-sharing spin chains in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>SrC</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> 2018 Guochu Deng
Dehong Yu
Richard A. Mole
E. Pomjakushina
K. Conder
M. Kenzelmann
S. Yano
Chin-Wei Wang
K. C. Rule
J. S. Gardner
+ PDF Chat Hole distribution in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Sr</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">La</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="… 2000 N. Nücker
Michael Merz
C. A. Kuntscher
Stefan Gerhold
S. Schuppler
R. Neudert
M. S. Golden
J. Fink
Dieter Schild
Shane Stadler
+ Sliding Density-Wave in Sr_14Cu_24O_41 Ladder Compounds 2002 G. Blumberg
P. B. Littlewood
A. Gozar
B. S. Dennis
N. Motoyama
Hiroshi Eisaki
S. Uchida
+ Collective Spin and Charge Excitations in (Sr,La)<sub>14‐x</sub>Ca<sub>x</sub>Cu<sub>24</sub>O<sub>41</sub> Quantum Spin Ladders 2006 A. Gozar
G. Blumberg
+ PDF Chat ( Sr / Ca ) 14 Cu 24 O 41 spin ladders studied by NMR under pressure 2001 Yu. V. Piskunov
D. Jérôme
Pascale Auban‐Senzier
P. Wzietek
C. Bourbonnais
U. Ammerhal
G. Dhalenne
A. Revcolevschi
+ PDF Chat Magnetic excitations and structural change in the<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math>quasi-one-dimensional magnet<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mi>−</mml:… 1997 M. Matsuda
K. Katsumata
Tetsuaki Osafune
N. Motoyama
Hiroshi Eisaki
S. Uchida
Tetsuya Yokoo
S. M. Shapiro
G. Shirane
J. L. Zarestky
+ PDF Chat Magnetization of undoped 2-leg <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" altimg="si1.gif" overflow="scroll"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math> spin ladders in La4Sr10Cu24O41 2007 R. Klingeler
I. Hellmann
Patrick Ribeiro
C. Heß
B. Büchner
+ PDF Chat Crystallization of charge holes in the spin ladder of Sr14Cu24O41 2004 Peter Abbamonte
G. Blumberg
Andrivo Rusydi
A. Gozar
Paul G. Evans
Theo Siegrist
Liesbeth Venema
Hiroshi Eisaki
E. D. Isaacs
G. A. Sawatzky
+ PDF Chat Spin Dynamics of the Spin-Ladder Dimer-Chain Material<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Cu</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>41</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:… 1998 R.S. Eccleston
M. Uehara
Jun Akimitsu
Hiroshi Eisaki
N. Motoyama
Shin-ichi Uchida
+ PDF Chat Variable-range hopping conductivity in the copper-oxygen chains of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">La</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi></mml… 2003 Tomislav Vuletić
B. Korin-Hamzić
S. Tomić
B. P. Gorshunov
P. Haas
Martin Dressel
J. Akimitsu
T. Sasaki
Takashi Nagata
+ PDF Chat Optical properties of the spin-ladder compound<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Cu</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><… 2000 Z. V. Popović
M. J. Konstantinović
В. А. Иванов
O. P. Khuong
R. Gajić
A. Vietkin
V. V. Moshchalkov
+ PDF Chat Underlying Fermi surface of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Sr</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Ca</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Cu</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mtext>O</mml:mtext><mml:mrow><mml:mn>… 2009 T. Yoshida
Xingjiang Zhou
Z. Hussain
Zhi‐Xun Shen
A. Fujimori
Hiroshi Eisaki
S. Uchida
+ PDF Chat Sr14Cu24O41: a complete model for the chain sub-system 2005 Alain Gellé
Marie-Bernadette Lepetit
+ PDF Chat Spin Dynamics of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Cu</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>O</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>41</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>Two-Leg Ladder Studied by Raman … 2001 A. Gozar
G. Blumberg
B. S. Dennis
B. Sriram Shastry
N. Motoyama
Hiroshi Eisaki
Satoshi Uchida
+ PDF Chat Collective Spin and Charge Excitations in (Sr,La)<sub>14‐x</sub>Ca<sub>x</sub>Cu<sub>24</sub>O<sub>41</sub> Quantum Spin Ladders 2005 A. Gozar
G. Blumberg
+ Spin ladder compound<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Pb</mml:mi><mml:mn>0.55</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Cd</mml:mi><mml:mn>0.45</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>: Synthesis and investigation 2007 Alexander A. Tsirlin
R.V. Shpanchenko
Evgeny V. Antipov
Catherine Bougerol
Joke Hadermann
Gustaaf Van Tendeloo
Walter Schnelle
H. Rösner
+ PDF Chat Charge density wave in the spin ladder of Sr14−xCaxCu24O41 2007 Krzysztof Wohlfeld
Andrzej M. Oleś
G. A. Sawatzky

Works That Cite This (10)

Action Title Year Authors
+ PDF Chat Polarization-dependent infrared reflectivity study of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Sr</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2.5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Ca</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11.5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Cu</mml:mi><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>under pressure: Charge dynamics, charge distribution, … 2014 S. Frank
A. Huber
U. Ammerahl
M. Hücker
C. A. Kuntscher
+ PDF Chat Loop currents in two-leg ladder cuprates 2020 Dalila Bounoua
Lucile Mangin-Thro
Jaehong Jeong
R. Saint-Martin
L. Pinsard-Gaudart
Y. Sidis
P. Bourges
+ PDF Chat Relaxation time spectrum of low-energy excitations in one- and two-dimensional materials with charge or spin density waves 2016 S. Sahling
G. Reményi
J. E. Lorenzo
P. Monçeau
V. L. Katkov
В. А. Осипов
+ A spin ladder compound doubles its superconducting TC under a gentle uniaxial pressure 2013 D. Mohan Radheep
R. Thiyagarjan
S. Esakkimuthu
Guochu Deng
E. Pomjakushina
C. L. Prajapat
G. Ravikumar
K. Conder
G. Baskaran
S. Arumugam
+ PDF Chat Spin dynamics of edge-sharing spin chains in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>SrC</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mn>13</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> 2018 Guochu Deng
Dehong Yu
Richard A. Mole
E. Pomjakushina
K. Conder
M. Kenzelmann
S. Yano
Chin-Wei Wang
K. C. Rule
J. S. Gardner
+ PDF Chat Crossover of high-energy spin fluctuations from collective triplons to localized magnetic excitations in Sr14−xCaxCu24O41 ladders 2022 Yi Tseng
Jinu Thomas
Wenliang Zhang
E. Paris
Pascal Puphal
Rabindranath Bag
Guochu Deng
Teguh Citra Asmara
Vladimir N. Strocov
Surjeet Singh
+ PDF Chat Spin-gap evolution upon Ca doping in the spin-ladder series Sr<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>Ca<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:math>Cu<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn… 2013 Guochu Deng
N. Tsyrulin
P. Bourges
D. Lamago
H. M. Rønnow
M. Kenzelmann
Sergey Danilkin
E. Pomjakushina
K. Conder
+ PDF Chat Suppression of the charge-density-wave state in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Sr</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:msub></mml:math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Ca</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Cu</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub></mml:math><mml:math… 2014 C. A. Kuntscher
A. Huber
M. Hücker
+ PDF Chat Effects of Ca substitution on quasiacoustic sliding modes in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Sr</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Cu</mml:mi><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>41</mml:mn></mml:msub></mml:… 2019 E. Constable
A. D. Squires
J. Horvat
R. A. Lewis
Dominique Appadoo
R. Plathe
Pascale Le Roy
J.-B. Brubach
S. deBrion
A. Pimenov
+ PDF Chat Evidence for an orbital dependent Mott transition in the ladders of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>La</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="0.16em" /><mml:mi>Ca</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Sr</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Cu</mml:mi><mml:mn>24</mml:mn></mml:msub><mml:… 2020 Friedrich Roth
A. Revcolevschi
B. Büchner
M. Knupfer
J. Fink