15278.sm0.5ca0.5mn1xcoxo3的結(jié)構(gòu)及磁基態(tài)研究

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S15494學(xué)位論文Sm05Ca05Mnl哨Cox03的結(jié)構(gòu)及磁基態(tài)研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：徐曉龍李玉副教授碩士2015年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：生物物理學(xué)論文答辯日期：2015年6月4日授予學(xué)位日期：2015年6月答辯委員會主席：論文評閱人：聾必符靠大學(xué)摘要摘要當(dāng)前，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物是最具有代表性的一類新型材料，它不僅能通過外部磁場刺激產(chǎn)生多種多樣的非常規(guī)電

2、子一晶格結(jié)構(gòu)變化或絕緣一金屬相變，還可以通過可見光、x射線和電子束的照射以及電流輸入來改變其性質(zhì)。這些電子相變中隱含的物理機(jī)制被認(rèn)為是理解龐磁阻(c脈)等磁電效應(yīng)的關(guān)鍵。本文以半摻雜的即空穴載流子密度為O5的錳氧化物Smo5Cao5Mn03為起始研究對象，研究不同濃度c03摻雜對系統(tǒng)的電荷、白旋、軌道和晶格的影響。采用標(biāo)準(zhǔn)陶瓷合成法制備出單相的多晶Smo5Cao5Mnl。Cox03樣品，通過粉末X射線衍射法(xI固)確定了樣品的晶體結(jié)構(gòu)

3、，使用物理性質(zhì)測量系統(tǒng)(PPMS)表征了不同條件下系列樣品的直流磁化強(qiáng)度和交流磁化率。計算了全部樣品的正交形變量(orthorhombicdeformation)和標(biāo)準(zhǔn)化斜率(normalizedslope)，臨界弛豫模型(criticalslowingdownmodel)和動態(tài)尺度方程(dynamicscalingequation)分別應(yīng)用在一些樣品上。XRD結(jié)果分析顯示樣品均為單相的正交鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，通過最JJ_乘法對晶胞參數(shù)精修后得

4、到的晶胞體積值隨著C03摻雜量的增加而減小，晶胞正交形變量也隨之減小。樣品的晶胞體積和正交形變量的變化與離子半徑變化和電荷有序溫度一致。直流磁場測量的結(jié)果表明，c03摻雜對母相樣品的磁有序和電荷有序影響巨大，Smo5Cao5Mn03中的電荷有序峰對Mn3和Mn4離子數(shù)的比例異常敏感，c03摻雜比例為25％時就使得電荷有序態(tài)幾乎完全消失。母相樣品中存在少量鐵磁成分，但暫時無法確定是傾斜反鐵磁相還是反鐵磁背景中含有少量的鐵磁團(tuán)簇引起的。除母

5、相樣品外其余樣品均表現(xiàn)出玻璃態(tài)和相分離的特征，即出現(xiàn)了凍結(jié)溫度矗和不可逆溫度％。在高摻雜的兩個樣品(x=015和020)的零場冷卻曲線上觀察到了負(fù)的磁化強(qiáng)度，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計排除了超導(dǎo)磁體中的剩磁場可能造成的人為假象，確定了這兩個樣品的亞鐵磁基態(tài)。MH曲線顯示所有樣品表現(xiàn)出鐵磁行為。母相樣品的z，『(z)曲線沒有觀察到峰，說明其內(nèi)部是均勻的，從而確定了低溫下母相樣品的鐵磁行為是由傾斜反鐵磁態(tài)的引起的。標(biāo)準(zhǔn)化斜率的計算結(jié)果初步表明，這些樣品都

6、不屬于典型的自旋玻璃。更可信的臨界弛豫模型和動態(tài)尺度方程的擬合結(jié)果表明X=0025，005，0075和010四個樣品屬于團(tuán)簇自旋玻璃，考慮到X=0025樣品零場冷卻瞌線在凍結(jié)溫度處寬闊的峰以及有場冷卻曲線在凍結(jié)溫度以下與溫度的依賴關(guān)系，我們認(rèn)為x=0025樣品處于從反鐵磁到自旋玻璃的過渡態(tài)。X=O15和020兩個樣品是含有不同尺度鐵磁團(tuán)簇的相分離亞鐵磁材料。在一些樣品z，『(乃曲線～8K處觀察到一個隨頻率變化沒有明顯位移的小峰，這些峰出