RE2-3AE1-3MnO3系統(tǒng)中磁、電子輸運(yùn)及龐磁電阻間的關(guān)聯(lián)性研究.pdf

1、Mn基鈣鈦礦氧化物因龐磁電阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)而引起人們濃厚的研究興趣，雖然圍繞著對(duì)其起因的了解已取得了很多的進(jìn)展，但真正的起因至今仍未達(dá)成共識(shí)。本論文基于對(duì)組分為RE2/3AE1/3MnO3擇優(yōu)摻雜Mn基鈣鈦礦氧化物的電子輸運(yùn)、磁性、磁電阻等隨溫度變化規(guī)律的比較研究，從新的角度探討與龐磁電阻直接相關(guān)的絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變和順磁-鐵磁相變以及龐磁電阻的物理起因。主要內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 1.零場(chǎng)電阻、低場(chǎng)磁化率以及磁電阻隨溫度變化關(guān)系的測(cè)

2、量結(jié)果表明：（1）所有樣品在T=TIM處發(fā)生絕緣體到金屬的轉(zhuǎn)變以及在T=Tc發(fā)生順磁到鐵磁態(tài)的轉(zhuǎn)變，且兩轉(zhuǎn)變溫度非常接近；（2）龐磁電阻與溫度在行為上類似于零場(chǎng)阻溫關(guān)系，最大磁電阻值出現(xiàn)在TIM附近；（3）TIM越低，龐磁電阻值越大。由此認(rèn)為，龐磁電阻和順磁絕緣體－鐵磁金屬轉(zhuǎn)變?cè)谄鹨蛏显从谙嗤奈锢碓颉?br>　　 2.將對(duì)磁極為敏感的電子順磁共振（EPR）技術(shù)應(yīng)用于擇優(yōu)摻雜Mn基鈣鈦礦氧化物的研究。實(shí)驗(yàn)表明，僅在T>Tmin的高溫

3、區(qū)樣品才表現(xiàn)出常規(guī)意義下的順磁行為，而在Tc　　 3.基于EPR實(shí)驗(yàn)并結(jié)合磁測(cè)量，對(duì)文獻(xiàn)上針對(duì)擇優(yōu)摻雜Mn基鈣鈦礦氧化物報(bào)道的T-相圖進(jìn)行了修正，認(rèn)為除T>Tmin高溫順磁相和T

4、順磁性源于兩種磁性體的貢獻(xiàn)，一是順磁背景中的順磁Mn離子，二是順磁背景上隨機(jī)生長(zhǎng)出的短程磁有序的磁集團(tuán)。
　　 4.通過(guò)假設(shè)高于Tc溫區(qū)的順磁行為源于兩種磁性體的貢獻(xiàn)，一是順磁背景上的Mn離子，另一是順磁背景上隨機(jī)生長(zhǎng)出的由若干個(gè)Mn離子構(gòu)成的磁集團(tuán)，提出磁化率和共振寬度隨溫度變化關(guān)系的兩個(gè)唯象表達(dá)式，對(duì)Tc以上溫區(qū)觀察到的順磁反常給予了定量解釋。
　　 5.基于提出的磁圖像并結(jié)合雙交換機(jī)理，認(rèn)為一旦形成磁集團(tuán)，則集團(tuán)自

5、身由于雙交換而變成鐵磁金屬集團(tuán)，在此基礎(chǔ)上提出涉及Mn基鈣鈦礦氧化物中絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變以及龐磁電阻效應(yīng)起因的唯象模型，認(rèn)為絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變?cè)从阼F磁金屬集團(tuán)的滲流，而龐磁電阻則是由于外加磁場(chǎng)加速鐵磁金屬集團(tuán)的長(zhǎng)大所致，伴隨鐵磁金屬集團(tuán)的長(zhǎng)大，鐵磁金屬滲流通道開始形成的溫度提高，因而Tc溫度附近電阻大大降低，導(dǎo)致龐磁電阻效應(yīng)。
　　 6.通過(guò)將樣品模型為順磁絕緣體和鐵磁金屬集團(tuán)兩相構(gòu)成并用Monte Carlo方法隨機(jī)生成兩相構(gòu)成的

6、無(wú)規(guī)電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)擇優(yōu)摻雜Mn基鈣鈦礦氧化物中的電子輸運(yùn)性質(zhì)和磁電阻效應(yīng)進(jìn)行了Monte Carlo模擬，結(jié)果表明，無(wú)論在定性上還是在定量上均得到和實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)果，從而對(duì)我們的分析給予了強(qiáng)有力地支持。
　　 總之，基于對(duì)擇優(yōu)摻雜Mn基鈣鈦礦氧化物零場(chǎng)電阻、低場(chǎng)磁性質(zhì)和磁電阻隨溫度變化關(guān)系的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析，我們認(rèn)為，順磁反常源于順磁背景上隨機(jī)生長(zhǎng)出的鐵磁集團(tuán)引起的磁不均勻性所致，另一方面，由于雙交換，鐵磁集團(tuán)