鈣鈦礦結構La2-x-xYxCa1-3MnO3的制備以及拉曼與紅外光譜分析.pdf

1、因為巨磁阻效應的發(fā)現(xiàn)，具有鈣鈦礦結構的錳氧化物La1-xCaxMnO3受人們的廣泛關注。因為其中的電子軌道，自旋，電荷，晶格之間的復雜的相互作用，這類材料表現(xiàn)出豐富的物理現(xiàn)象，如金屬-絕緣體的轉變、電相分離、磁轉變和電荷有序態(tài)等現(xiàn)象。巨磁電阻錳氧化物是在母體化合物LaMnO3的La位置上進行三價或二價元素摻雜而形成的。如La1-yRyRexMnO3錳氧化物（R為三價稀土元素，如Y，Pr和Nd等;Re為二價堿土元素，如Ca，Sr和Ba等）

2、，以得到不同價態(tài)的Mn離子，從而改變母體化合物的晶體結構、電磁性質等，甚至導致微納米尺度上的本征不均勻性。微觀尺度上的不均勻性必然會導致材料廣義介電常數和磁化率的不均勻性，它會對入射光的吸收系數和反射系數造成顯著的變化，導致不同頻率下的光的透射和反射強度隨頻率和空間位置的不同而發(fā)生變化。對比材料內部不同區(qū)域的微觀尺度上的光譜可以揭示材料內部不同區(qū)域的電子躍遷、聲子行為、元激發(fā)、電聲子相互作用等復雜的物理過程的不同點。通過一定的處理方法，

3、便可以直接顯示微觀不均勻性的圖像。由于新型窄帶關聯(lián)電子材料的帶隙和聲子振動在紅外波段，所以研究其紅外光學性質對于深入理解其電子—聲子相互作用，帶內（間）電子躍遷，磁性隨溫度演化等眾多的元激發(fā)過程尤為重要。
　　 本文采用固相反應法制備了La2/3-xYxCa1/3MnO3(x=0，0.07，0.1，0.14)系列樣品。對其晶體結構和電子輸運特性、變溫中紅外光譜和激光顯微共聚焦散射拉曼光譜進行了測試、表征和分析。論文結構如下:

4、r>　　 第一章對錳氧化物的晶體結構、電磁特性、表征手段和選題意義進行了敘述。
　　 第二章著重介紹了La2/3-xYxCa1/3MnO3(x=0，0.07，0.1，0.14)系列樣品的制備過程和紅外、拉曼光譜的實驗原理及實驗裝置。
　　 第三章，測量了樣品的X射線衍射，對樣品結構進行了研究。觀測到隨著Y摻雜的增多，四種樣品的特征衍射峰向高角度逐漸移動。在75K～300K的范圍內采用四探針法來測試了樣品的電阻率隨溫度變

5、化的曲線。對于低摻雜的樣品，其電阻率隨溫度的變化曲線顯示它們在一些特定溫度發(fā)生了由低溫下的金屬性導電到高溫下半導體導電行為的轉變。當Y摻雜較高時，這種轉變消失，樣品完全為絕緣體。在H=10Oe外加磁場下，用SQUID（超導量子干涉儀）測量了樣品的磁性質。發(fā)現(xiàn)鐵磁轉變溫度（即居里溫度Tc）會隨摻雜量Y的增加而明顯減小。當摻雜量Y達到x=0.14時，樣品不再呈現(xiàn)出順磁—鐵磁的轉變，取而代之的是一種順磁至反鐵磁的轉變過程。
　　 第四

6、章和第五章，對樣品的紅外光學和拉曼光譜進行了研究。對于未摻雜的樣品(x=0)，高溫區(qū)域其遠紅外反射光譜很明顯呈現(xiàn)出四個特征峰;但其中兩個峰會隨著溫度的降低逐漸消失。高溫下，特征峰的峰位會隨溫度的降低在鐵磁的轉變溫度處呈現(xiàn)出很大變化。而對于摻雜Y的樣品，這四個遠紅外反射光譜特征峰一直很明顯的保持，不會隨溫度發(fā)生變化，盡管在磁性測量研究中表明摻雜Y的樣品也會有明顯的磁轉變行為。但在中紅外反射譜中Y摻雜樣品在其磁轉變溫度附近發(fā)現(xiàn)很明顯的轉變。