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文檔簡介
1、自在錳基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物中發(fā)現(xiàn)超大磁電阻(CMR)效應(yīng)以來,這類化合物引起了人們廣泛的興趣。CMR效應(yīng)普遍被認(rèn)為是由磁場導(dǎo)致的Mn自旋排列引起的,屬于錳基氧化物的本征磁電阻行為。但由于CMR現(xiàn)象僅僅在外加約幾個(gè)特斯拉的高磁場中才能觀察到,因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用。為了降低磁場,人們研究了錳基氧化物的另一類磁電阻特性——非本征磁電阻效應(yīng),這類效應(yīng)從本質(zhì)上講是通過控制材料中依賴于自旋的散射過程來得到的。通過控制顆粒邊界、或者控制錳基鈣鈦礦與異質(zhì)
2、結(jié)構(gòu)界面的自旋無序區(qū)的狀態(tài),在外加磁場作用下,自旋無序散射效應(yīng)被削弱,從而得到低場下的磁電阻效應(yīng)。錳基鈣鈦礦以其近乎100%的自旋極化度,使其在該領(lǐng)域的應(yīng)用有著極大的前景。 本論文采用自蔓延高溫合成的方法合成了具有單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳基氧化物L(fēng)a0.67Sr0.33MnO3的粉體。研究表明:反應(yīng)配比和熱處理溫度影響著產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌。選擇KMnO4的相對(duì)用量y=0.4,熱處理溫度1000℃時(shí)所得到的分散性較好的平均粒徑約為1.2μ
3、m粉末樣品。 采用常壓燒結(jié),放電等離子燒結(jié)(SPS)和熱壓燒結(jié)(HP)等方法對(duì)粉體進(jìn)行燒結(jié)處理。熱處理溫度對(duì)阻溫特性的影響都顯示出隨燒結(jié)溫度的降低,電阻率逐漸增加,絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變溫度向低溫方向移動(dòng),這是由于熱處理溫度不同導(dǎo)致顆粒尺寸不同所導(dǎo)致的。熱壓燒結(jié)的樣品在1000℃下燒結(jié)時(shí)有雙峰出現(xiàn),并當(dāng)燒結(jié)溫度升到1050℃時(shí),電阻-溫度的行為顯示為絕緣體行為,這是由于燒結(jié)的氣氛為還原性而導(dǎo)致氧缺位的出現(xiàn)。SPS和常壓燒結(jié)的樣品相比:
4、SPS燒結(jié)樣品的金屬-絕緣相轉(zhuǎn)變溫度Tp比常壓燒結(jié)的樣品高,而SPS燒結(jié)La0.67Sr0.33MnO3-δ。樣品的平均粒徑比常壓燒結(jié)的要低。這可能是來源于晶界對(duì)雙交換作用的另一個(gè)影響。通過對(duì)不同燒結(jié)模式下La0.67Sr0.33MnO3-δ樣品的MR的研究表明,與常壓燒結(jié)的樣品相比,采用SPS燒結(jié)工藝,顆粒間的磁阻和本征磁阻都有所提高。采用SPS工藝的樣品的致密度較高,晶粒之間的接觸面積大,晶界數(shù)目增多,因此,MR增大。 同時(shí)
5、,本論文采用液相沉淀包覆的制備工藝,成功地將ZnO和CuO等異質(zhì)相復(fù)合到La0.67Ca0.33MnO3基體相中,形成不同異質(zhì)改性的鐵磁顆粒復(fù)合體系。為了達(dá)到更好的復(fù)合效果,選擇基體相的熱處理溫度為1050℃。采用這種方法,大多數(shù)的氧化物相在La0.67Ca0.33MnO2晶粒的外部和晶界處,氧化物的加入并未明顯改變La0.67Ca0.33MnO3晶體的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性,即有利于形成CMR/絕緣相/CMR的夾層結(jié)構(gòu)。對(duì)于La0.67Ca0.
6、33MnO2/ZnO體系和La0.67Ca0.33MnO3/CuO體系,都觀察到了明顯放大的低場磁電阻行為。根據(jù)自旋散射機(jī)理可對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋。 對(duì)于一價(jià)摻雜體系的研究表明,一價(jià)陽離子的加入使得A位平均離子半徑減小時(shí),由于晶格畸變?cè)斐蒑n-O-Mn鍵角低于180°,單電子eg能帶寬度小,此時(shí)雙交換作用減弱。加入Na離子后的金屬-絕緣相轉(zhuǎn)變溫度升高至室溫,這使得這種材料在室溫下的應(yīng)用成為可能。這種反常的現(xiàn)象是鐵磁效應(yīng)和晶格
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