La-,2-3-Ca-,1-3-MnO-,3-與SiO-,2-復(fù)合體系的邊界磁電阻效應(yīng).pdf

1、錳基鈣鈦礦氧化物中由于存在著復(fù)雜的電子、晶格、自旋等相互作用，而且這些相互作用可以人為的根據(jù)需要加以改變，因此，該類(lèi)化合物為人們研究強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系提供了一個(gè)理想的自然實(shí)驗(yàn)室，成為凝聚態(tài)物理、材料物理等領(lǐng)域的主要研究對(duì)象之一。特別是近年來(lái)在該類(lèi)氧化物中發(fā)現(xiàn)了具有潛在應(yīng)用前景的超大磁電阻效應(yīng)（CMR）以后，更加激發(fā)了人們對(duì)它的研究熱情。然而，由于這類(lèi)磁電阻效應(yīng)主要出現(xiàn)在低溫范圍（遠(yuǎn)低于居理溫度），且它的大小隨溫度升高而迅速減小，因而限制了這

2、種磁電阻效應(yīng)在實(shí)際器件中的應(yīng)用。本論文主要以擇優(yōu)摻雜的鈣鈦礦錳基氧化物L(fēng)a2/3Ca1/3MnO3為基體，將其與高阻氧化物SiO2進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)對(duì)它的顆粒邊界進(jìn)行異質(zhì)改性，從而來(lái)改變鈣鈦礦錳基氧化物L(fēng)a2/3Ca1/3MnO3鐵磁顆粒之間的耦合強(qiáng)度，并對(duì)鐵磁顆粒之間的電、磁輸運(yùn)行為進(jìn)行了研究。為研制室溫附近、較低的外加磁場(chǎng)下具有明顯磁電阻效應(yīng)的磁電阻材料提供試驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。研究?jī)?nèi)容如下：第一章對(duì)鈣鈦礦錳基氧化物的結(jié)構(gòu)、電輸運(yùn)行為與磁性質(zhì)

3、進(jìn)行了較全面的概括，在此基礎(chǔ)上提出了論的文選題目的和研究意義；第二章詳細(xì)描述了樣品的制備工藝，包括固相反應(yīng)法、溶膠－凝膠法及各種材料的具體制備過(guò)程，并對(duì)用不同工藝制備的樣品進(jìn)行了分析，力圖尋找到我們所需樣品的最佳制備工藝；第三章概述了單相多晶材料La2/3Ca1/3MnO3的基本特征，在此基礎(chǔ)上研究了異質(zhì)相SiO2不同含量對(duì)La2/3Ca1/3MnO3電輸運(yùn)行為和磁性質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與純La2/3Ca1/3MnO3相比，整個(gè)復(fù)合

4、樣品的金屬－絕緣體相變溫度TP明顯的向高溫移動(dòng)，同時(shí)其電阻值減小；當(dāng)SiO2含量x<0.02時(shí)，隨著SiO2含量的增加，體系的TP升高，電阻值減??；當(dāng)SiO2含量x>0.02時(shí)，隨著SiO2含量的增加，體系的TP相對(duì)降低，其電阻值有所增大；更重要的是，所有復(fù)合樣品在室溫附近表現(xiàn)出了顆粒邊界磁電阻效應(yīng)，并且這種磁電阻效應(yīng)發(fā)生在一個(gè)很大的溫度范圍內(nèi)。另外，通過(guò)掃描電子顯微鏡和X射線譜分析了異質(zhì)相SiO2在基體相La2/3Ca1/3MnO3中

5、的分布；第四章對(duì)La2/3Ca1/3Mn(1-x)SixO3摻雜體系的微結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)行為進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于Si4+離子半徑(0.40)遠(yuǎn)比Mn4+離子半徑(0.54)小，La2/3Ca1/3MnO3中B位的Mn4+離子部分被Si4+離子替代后，局部的Mn-O-Mn鍵長(zhǎng)被縮短，Mn離子之間的雙交換作用增強(qiáng)，導(dǎo)致體系的金屬－絕緣體相變溫度明顯提高，同時(shí)電阻值大幅度減小。最后，我們還與SiO2復(fù)合體系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，進(jìn)一步分