26633.鈣鈦礦型錳氧化物nd0.5ca0.5mn1xgaxo3的結(jié)構(gòu)和磁電性質(zhì)研究

1、學校代碼：10225學號：$14492學位論文鈣鈦礦型錳氧化物Ndo5Cao5Mnl_xGax03的結(jié)構(gòu)和磁電性質(zhì)研究指導教師姓名：】申請學位類別：論文提交日期：授予學位單位：王雪飛戚大偉教授碩士2014年4月東北林業(yè)大學。東北林業(yè)大學專業(yè)領(lǐng)域：生物物理學論文答辯日期：2014年6月10日授予學位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：未夕厶符素大學摘要摘要強關(guān)聯(lián)電子體系物理學是至今最突出的懸而未決的疑難問題。近年來，鈣鈦礦型錳氧化物引起了科

2、學界的廣泛關(guān)注，有研究表明它是一種典型的強關(guān)聯(lián)體系。研究者們建立了如雙交換模型和極化子模型等許多不同的模型來分析其中的復雜的效應(yīng)。但是隨著研究的深入，有關(guān)鈣鈦礦型錳氧化物產(chǎn)生的復雜物理現(xiàn)象的研究還較少，尤其是其復雜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、電荷自旋、軌道和晶格以及強關(guān)聯(lián)體系互相作用等。綜上所述，對于鈣鈦礦型錳氧化物體系的研究亟待深入。本文所用的Ndo5Cao5Mnl。Gax03(0SXS015)系列單相多晶樣品是通過高溫固相反應(yīng)法制備的，樣品在最高合

3、成溫度1300℃時保持24小時。對制備的樣品通過x射線衍射儀(xRD)進行表征。樣品的磁化強度(必丁曲線)、磁滯回線(朋珂曲線)、電阻率(p一丁曲線)是利用物理性質(zhì)測量系統(tǒng)(PPMS)進行測量的。通過對XRD衍射圖樣分析可知，NdosCaosMnixGax03(OSXS015)系列樣品的結(jié)構(gòu)均為單相正交的結(jié)構(gòu)，其空間群為pnma。衍射峰主峰約為33300，隨著Ga元素的摻雜，衍射峰的位置沒有明顯的變化。通過對系列樣品的脅，曲線進行分析，

4、可以看出Ga的摻雜對于樣品的磁化強度有著顯著的影響。母相樣品Ndo5Cao5Mn03的電荷有序溫度為Too=248K，當X三O02開始，在溫度約為50K左右可以觀察到ZFC有一個尖銳的峰，此峰代表凍結(jié)溫度％在溫度為T=2K時，樣品在FC曲線中可以觀察到隨著Ga元素的摻雜量增加樣品的磁化強度也會增加，這表明Ga的增加可以有效的抑制反鐵磁有序，從而增強了樣品的鐵磁性。在2K下，磁場掃描范圍為9T~9T時，對NCMGO系列樣品在2K下的磁滯回

5、線進行分析，當Ga摻雜的含量為2％，3％，4％，5％以及7％的5個樣品中，磁滯回線的第一分支均發(fā)生了臺階狀變磁相變，尤其X=005的樣品出現(xiàn)了兩個臺階。這表明樣品中反鐵磁成分與鐵磁成分是共存，在外磁場的作用下反鐵磁成分轉(zhuǎn)化成鐵磁成分，增加了鐵磁性。在磁滯回線測試方面，后續(xù)我們又對X=O05的樣品進行了在不同溫度下的測試，從測試的結(jié)構(gòu)來看在T≥160K的時候，樣品的磁性質(zhì)表現(xiàn)為順磁性。在當溫度低于120K的時候，在高場的作用下也可以發(fā)現(xiàn)有

6、漸變型的變磁相變。從T=45K300K的多個溫度進行測試，并沒有發(fā)現(xiàn)有臺階狀變磁相變的現(xiàn)象出現(xiàn)。隨后對樣品在零磁場和1T的外磁場的條件下的電阻率進行測定發(fā)現(xiàn)樣品的電阻率和溫度成反比的關(guān)系，這說明樣品此時表現(xiàn)出了半導體的性質(zhì)，在P—T曲線上沒有出現(xiàn)絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俚霓D(zhuǎn)變峰。在外磁場為5T的條件下，XS007的7個樣品均出現(xiàn)了絕緣體金屬轉(zhuǎn)變峰，整個測量過程中，樣品發(fā)生了金屬一絕緣體一金屬的轉(zhuǎn)變。X三007的樣品中均出現(xiàn)了CMR效應(yīng)。其中Ga