鈣鈦礦氧化物的B位摻雜效應(yīng).pdf

1、以鈣鈦礦錳氧化物為代表的巨磁電阻材料，由于它豐富而有趣的物理現(xiàn)象而受到人們廣泛的關(guān)注:如電荷、自旋和軌道有序以及相分離等等，這種體系是典型的電子強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。最主要的還是它們所表現(xiàn)出來的超大巨磁電阻效應(yīng)，它們在提高磁記錄、磁傳感器上具有十分廣泛的應(yīng)用前景，因而近年來再次此引起人們的注意，并做了大量的研究工作。該類材料同時具有鐵電特性和鐵磁特性，可導(dǎo)致磁電耦合行為的發(fā)生，也因此成為潛在的多鐵材料。但是人們對其中的物理內(nèi)涵，物理機制還未完全弄

2、清楚，因此這一難題還需后人艱苦不懈的努力才能徹底了解其中豐富的實質(zhì)內(nèi)涵。
　　 本論文以La0.7Ca0.2Ba0.1MnO3，La0.7Ca0.3CoO3為母體化合物，對B位摻雜鈣鈦礦氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、磁性質(zhì)、電輸運性質(zhì)以及CMR效應(yīng)進行了研究探索，獲得了有價值的研究結(jié)果。
　　 本論文主要分為五章:
　　 第一章簡要概括了磁電阻效應(yīng)的歷史和研究進展。介紹了磁電阻效應(yīng)的材料及特點，還介紹了它的晶體結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)

3、，磁結(jié)構(gòu)，輸運行為，并且對它的物理機制也做了詳細的介紹:包括，電荷-軌道-有序，Jahn-Teller效應(yīng)，雙交換模型，超交換作用，極化子理論，相分離理論，等等。最后簡單介紹了本文的研究目的，思路及主要內(nèi)容。
　　 第二章介紹了幾種鈣鈦礦氧化物多晶樣品的制備方法，然后還介紹了樣品的幾種簡單測試分析方法，比如:X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、振動樣品磁強計(VSM)、標(biāo)準(zhǔn)四探針法測電阻率，超導(dǎo)量子磁強計，電子順磁共

4、振譜儀(ESR)等等。
　　 第三章采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備了La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3(x=0，0.01，...0.06)系列多晶樣品，研究了樣品的晶體結(jié)構(gòu)，表面形態(tài)，磁性質(zhì)和輸運性質(zhì)。X-Ray顯示微量的Ru摻雜并沒有明顯改變樣品的結(jié)構(gòu)。X射線衍射顯示隨著Ru的微量摻雜，樣品仍然呈現(xiàn)立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，空間群為R3(C)。在零場冷卻(ZFC)和加場冷卻(FCH=1000Oe)下，測得其磁化曲線M-T發(fā)現(xiàn)，

5、隨溫度降低樣品發(fā)生了順磁(PM)到鐵磁(FM)的相變，且隨Ru摻雜量的增加發(fā)現(xiàn)樣品的居里溫度(Tc)發(fā)生了顯著的變化，從x=0.00時的306.7K，下降到x=0.02時的294.3K，緊接著又上升到x＝0.04時的302.4K，居里溫度明顯高于La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xMoxO3，而且相比于此，磁性也大為增強。由零場和外加磁場H=1T測量得到樣品的ρ—T曲線表明隨溫度降低(310K～5K)樣品的導(dǎo)電行為發(fā)生從絕緣體導(dǎo)電到

6、金屬性導(dǎo)電的轉(zhuǎn)變(x=0.02的除外)，絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變溫度低于相應(yīng)的居里溫度。適量的Ru摻雜降低了樣品的電阻率，增強了低溫時的磁電阻。
　　 第四章介紹了B位Fe摻雜對La0.7Ca0.3CoO3的結(jié)構(gòu)，磁性，表面形貌的影響。實驗表明B位Fe摻雜并沒有改變樣品的結(jié)構(gòu)，La0.7Ca0.3Co1-xFexO3仍然是菱形對稱鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，震動樣品磁強計(VSM)顯示在室溫下，樣品的磁化強度隨著Fe的摻雜總是呈現(xiàn)順磁特性，磁性質(zhì)是隨摻

7、雜量的增加而減小的。而電子順磁共振譜儀則告訴我們，母體La0.7Ca0.3CoO3在室溫下呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的順磁行為，朗得因子g=1.966，接近自由電子的g因子值。但是隨著Fe含量的增加，樣品的順磁共振譜發(fā)生畸變，整體上表現(xiàn)為共振信號減弱，對稱性變差。這里解釋為由磁不均勻性引起的。通過掃描電子顯微鏡(SEM)測量了樣品的表面形貌，隨著Fe的摻雜，樣品表面連通性較好，且致密度高，氣孔率低。
　　 第五章對本文做了下總結(jié)和展望，并說明了本