鈣鈦礦鈷氧化物結(jié)構(gòu)、磁性及磁電阻效應(yīng)研究.pdf

1、為了研究鈣鈦礦氧化物奇異的磁性及磁電阻效應(yīng)，本文利用溶膠-凝膠法和水解法制備了La<,0.67>Ca<,0.33>CoO<,3>(LCCO)系統(tǒng)以及LCCO表面附著銅和錳的氧化物系統(tǒng)。利用X射線衍射(XRD)、同步輻射X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)的方法并結(jié)合樣品的磁性和輸運(yùn)性質(zhì)的測(cè)量，研究了樣品的晶體結(jié)構(gòu)、局域結(jié)構(gòu)、磁性和磁電阻效應(yīng)。 我們研究了退火溫度對(duì)LCCO多晶樣品結(jié)構(gòu)和磁性的影響。結(jié)構(gòu)研究表明8000℃和1000％：退

2、火的樣品的Co-O-Co網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)長(zhǎng)程的周期性排列，樣品的無(wú)序度較小。而1200℃：退火的樣品表面的缺陷較多，無(wú)序度較大。在T=4K時(shí)的磁滯回線測(cè)量表明，當(dāng)磁場(chǎng)降低到5000e時(shí)，800℃和1000℃退火的樣品的磁化強(qiáng)度隨著磁場(chǎng)的降低迅速下降，呈現(xiàn)類似巴克豪森效應(yīng)的跳躍，而1200℃退火的樣品當(dāng)磁場(chǎng)降低時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)這一突然的下降。我們把這一現(xiàn)象歸因于由退火溫度不同帶來(lái)的樣品的顆粒大小的不同，體相和表面的相分離，顆粒之間的耦合，以及Co-O

3、-Co網(wǎng)絡(luò)對(duì)磁性的影響。 對(duì)于LCCO表面附著銅和錳的氧化物的系統(tǒng)，我們用XRD和xAFS方法結(jié)合磁性測(cè)量研究了樣品的結(jié)構(gòu)和磁性。結(jié)構(gòu)研究表明，表面附著Cu的樣品，在顆粒的當(dāng)中存在一個(gè)LCCO的核，部分Cu占據(jù)了母體化合物中體相的位置，在核的周圍是與銅有關(guān)的鈣鈦礦氧化物。表面附著Mn的氧化物的樣品，在顆粒當(dāng)中也存在一個(gè)LCCO的核，幾乎全部的Mn占據(jù)了母體化合物體相Co的位置，作為一種與Mn有關(guān)的鈣鈦礦附著層，附著在母體化合物的

4、外層。對(duì)于表面附著Cu的某種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的樣品，和母體化合物一樣，T=4K的磁滯回線當(dāng)磁場(chǎng)降低到500Oe時(shí)，也都表現(xiàn)出一個(gè)類似巴克豪森跳躍的突然的下降，而表面附著Mn的某種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的樣品沒有發(fā)現(xiàn)這一突然的下降。我們基于溶膠凝膠法制備的樣品的顆粒大小的不同，體相和表面的相分離，顆粒之間的耦合，以及表面附著層的性質(zhì)對(duì)磁性的影響進(jìn)行了討論。 我們還研究了LCCO及其表面附著Cu和Mn的顆粒復(fù)合系統(tǒng)的磁電阻效應(yīng)。研究表明：所有樣品在從

5、4K到300K的整個(gè)溫區(qū)在零場(chǎng)和9T的磁場(chǎng)下電阻都隨著溫度的降低急劇增大，呈現(xiàn)絕緣體行為。對(duì)此我們建立了體相電阻和表面電阻串聯(lián)的模型給予了解釋。顆粒表面附著Cu的樣品的電阻值和磁電阻值都比母體化合物的要低，而且隨著銅層厚度的增加，電阻值是降低的。我們基于銅的引入對(duì)顆粒表面的Co-O-Co網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的扭曲作用和對(duì)顆粒表面比表面積的影響，以及cu本身的屬性對(duì)電阻的變化進(jìn)行了解釋。我們基于外斯的分了場(chǎng)理論對(duì)附著銅后磁電阻減小的現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。顆