一、Transport Properties and CMR Effect in La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(论文文献综述)
何宁[1](2012)在《掺杂稀土锰氧化物材料的制备及其电磁特性研究》文中提出本文采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)方法制备了掺杂稀土锰氧化物(La1-xLnx)2/3Caii3MnO3粉体,研究了镧系稀土中磁矩较大的元素Ho和Dy替代La后材料的电磁性能及低场磁电阻效应和磁卡效应,对比分析了镧系大多数元素对La替代后材料的结构和电输运性能,研究了镧系收缩在此系列材料中的作用。1.(La1-xDyx)2/3Ca1/3MnO3系列样品研究表明,电输运特性不仅受掺杂量和所加磁场影响,还与测量过程密切相关。同一磁场下随着样品中Dy含量增加,磁电阻逐渐增大,样品转变温度向低温方向移动且趋于明显;同一掺杂配比样品转变温度随磁场的增加向高温方向略有移动;对比(La0.7Dy0.3)2/3Ca1/3MnO3样品在0~3000Gs的磁场范围内升温和降温过程的电阻-温度(R-T)关系,降温过程中转变温度向高温漂移和电阻降低显着,磁电阻明显大于升温过程,且降温过程磁电阻随着磁场增加的速度也大于升温情况。2.(La1-xHox)2/3Ca1/3MnO3晶格中的Mn离子与替代La进入晶格的Ho离子产生磁性耦合,使得在低掺杂水平下(x=0.02,0.05和0.1),低温下饱和磁化强度随着Ho掺杂量的增加略有降低;在高掺杂(x=0.2,0.3,0.4和0.5)情况,低温下饱和磁化强度随Ho掺杂量增加变化显着,磁性呈现出由准铁磁态到亚铁磁态的变化,亚铁磁态的存在使得样品向顺磁(PM)态转变趋于不明显,表现出自旋团簇玻璃态向自旋玻璃态转化的特征。3.(La1-xHox)2/3Ca1/3MnO3(x=0.2,0.5)在外磁场变化条件下的相变为第二有序磁性转变,在5T磁场变化条件下最大磁熵峰值ASM分别在100K和152K达到1.19J/kg·K和2.03J/kg·K。由于△SM具有较大的半值宽度δTFWHM,对应相对温度区间有着较好的相对磁制冷率(RCP),表明Ho部分替代La的稀土钙钛矿材料可能成为优秀的磁卡材料候选者。4.(La0.8Ln0.2)2/3Cai/3MnO3(Ln=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho和Er)系列样品的结构和电输运特性研究表明,随着Ln原子序数增加,平均晶格常数和容差因子也存在着类似镧系收缩的单向变化。不同镧系元素掺杂使各样品在转变温度附近的行为存在明显差异,零场下铈组(La,Ce,Pr,Nd,Sm和Eu)掺杂样品的金属-绝缘体转变温度未随原子序数增加呈现单一变化,而钇组(Gd,Dy,Ho和Er)掺杂样品的转变温度随原子序数的增加而升高,此变化与镧系收缩的单一性相同;相同磁场条件下,铈组(La,Pr,Nd和Sm)掺杂样品A位离子平均半径及离子磁矩的差异使各样品低场磁电阻呈现较大差别,各样品的低场磁电阻随原子序数增加而明显变大。
贾蓉蓉[2](2012)在《磁有序体系的类近藤输运及磁性纳米颗粒的表征和远程操控》文中提出作为过渡金属氧化物中典型的强关联电子体系-锰氧化物,由于电荷、轨道、晶格、自旋自由度之间的相互耦合以及高的自旋极化的特征,从而表现出诸多奇异的物理性质以及丰富的物理内容,其中包括强关联和多体系统、金属-绝缘(M-I)转变等一系列凝聚态物理的基本问题。自从锰氧化物的庞磁效应被发现以来,近几十年的研究都偏重于对锰氧化物强关联系统物理的机理,特别是对其低温下电磁输运特性的研究。由于在温度较低时,影响传导电子的主导因素-声子的作用则越来越小,此时更能反映出材料的一些内在的物理机制。因此对锰氧化物低温反常输运特性的研究以及探讨CMR效应的机理及强关联体系的特征具有重要的意义。本论文工作主要研究了CMR锰氧化物低温类近藤反常输运行为,通过制备系列不同的多晶、单晶和薄膜样品,并进行了低温输运系统的比较研究和多种物性的实验测定。对实验数据的进行拟合分析并以理论计算模拟,排除和分离影响低温类近藤反常的多种可能关联效应,包括诸如自旋散射、本征不均匀性、晶界效应与量子隧穿、e-e相互作用、局域化效应、纳米/微米尺度相分离等等,来探讨电子强关联特征对体系散射效应与类近藤行为的影响机制;力求对这类低温反常输运行为给予尽可能的详尽的解释,从而为关联电子系统和复杂体系物理机制的理解提供实验积累和基础资料。本论文共分为七章,主要内容为:第一章综述了强关联锰氧化物低温输运特性的研究进展和相关的理论模型,重点介绍了强关联钙钛矿锰氧化物的本征与非本征缺陷,自旋散射等因素导致存在于低温下的输运反常现象,给出了本论文研究工作的目的、意义和主要研究内容。第二章主要介绍了实验样品的制备、样品质量表征、以及物性测量手段和基本原理,主要包括电磁输运性质测量。第三章研究了利用光学浮区法制备的具有人工缺陷的La2/3Sr1/3MnO3单晶的结构、电磁输运特性。重点通过控制气氛在缺氧纯氩气环境下进行,并通过控制后热处理条件,人为在单晶中引入和控制体系的无序度,并比较了系列多晶和薄膜样品,研究了不同缺陷和无序度对样品低温反常输运性质的影响,给出低温电阻极小与自旋无序散射的直接证据。结果表明氧缺失导致的化学成分涨落使得单晶出现类条纹相的调制结构,并且通过退火可以消除这种化学成分的涨落调制。电磁输运结果表明退火前后有很大的差别,退火前的样品出现了低温电阻极小现象并显示出了各向异性。退火后的单晶通过电磁输运结果的测量表明了极好的典型的La2/3Sr1/3MnO3性质,重要的是退火后的样品低温电阻极小现象消失。结果表明非本征的晶界隧穿效应以及本征的磁无序是低温反常输运的主要原因,从而对研究锰氧化物体系的本征不均匀性与非本征缺陷对低温反常输运的影响有重要的意义。第四章对生长在铁电单晶基底0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.33PbTiO3(PMN-PT)上的La0.7Ca0.15Sr0.15MnO3(LCSMO)外延膜进行了低温电阻极小的研究。将锰氧化物薄膜生长在铁电单晶基底上,并通过电极化或逆压电效应就可以改变基底的晶格常数从而可以进行原位的本征调制。样品在整个温区的电输运性质受到外加磁场以及电极化很大的影响。在20K以下,低温电阻都出现了上翘现象。外加电极化抑制了低温电阻上翘现象,并且随外加磁场极化前后的样品其低温电阻极小值都向高温移动。由于基底的铁电极化会导致薄膜在面内张力的减少,相应会降低晶格的本征畸变,从而改变了在低温区金属相无序的因素对电导的影响。结果表明由于晶格畸变导致的无序因素是引起低温电阻上翘的重要原因。因此在该系列样品中出现的低温电阻极小可以由库伦相互作用导致的量子修正以及非弹性散射来解释。第五章研究了Co对Mn位掺杂,制备了较高质量的La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO3(LCMCO)(x=0,0.05,0.10,0.15)系列多晶样品。通过测量系列样品的XRD,磁化强度M,电阻率ρ等物性,我们系统地研究了Mn位Co掺杂对锰氧化物La2/3Ca1/3MnO3晶体结构、电磁输运性质及磁电阻(MR)效应的影响。研究表明,样品的磁特性随着掺杂量的增加,居里温度TC逐渐减小且铁磁转变区域变宽。这说明由于Co的掺入体系中可能形成了团簇玻璃态及存在磁无序。掺杂样品ZFC下的磁化强度随温度的非线性变化表明体系存在本征的不均匀性。在整个掺杂范围里,0≤x≤0.15,所有样品在顺磁-铁磁转变温度附近发生绝缘体-金属(I-M)转变。整个温区电阻率的大小随着掺杂量的增加显着增大。所有样品在外加磁场的作用下。绝缘体-金属转变温度TIM向高温区移动且电阻在整个测量温度范围内都减小,表现出负磁电阻效应。电阻率随温度的变化曲线在25K左右的低温区有一极小值现象并且随着掺杂量其低温电阻上翘行为发生了异常。研究结果表明由于Co的掺入给体系增加了无序度,从而引起了非本征缺陷与本征无序的竞争作用,说明了低温电阻最小值现象是多种效应共同作用的结果。第六章主要介绍了磁性纳米颗粒的基本性质以及生物学上的应用,并对其探测方式做了简要的说明。通过理论计算以及模拟自主开发组装电磁镊子以实现对磁性纳米颗粒的远程操控,通过与计算机相连的CCD相机来记录其在磁场控制下的移动过程,并可以得到作用在磁性纳米颗粒上力的大小。与一个可调的三维平台相连,同时实现了对移动的控制。并通过与现有自组装SQUID磁弛豫仪的相结合来探测和区分磁性纳米颗粒偶联与包被状态。这章的最后一部分介绍了本实验所遇到的问题和挑战。最后,第七章对本论文工作给予了总结,并对目前低温反常输运机理研究的发展进行了讨论和展望。
吕庆,郑远平,向晖,李国庆[3](2011)在《La1/3Nd1/3Ba1/3MnO3的电阻率双峰和低温电阻率反常现象》文中进行了进一步梳理用固相反应法制备了二元稀土掺杂的La1/3Nd1/3Ba1/3MnO3多晶庞磁电阻块材.X射线衍射分析表明在1200℃烧结的样品具有立方对称的晶格结构.热磁曲线显示材料在低温处于自旋冰状态.自旋冰的熔点随着外磁场的增大而降低.在磁场达到40kOe时,自旋冻结现象消失.材料的居里温度为250K,但室温磁化曲线中出现由微弱不均匀晶格畸变造成的寄生铁磁性行为.电阻率-温度曲线出现双峰现象.在居里温度附近出现的电阻率峰由晶体的本征特性贡献,在低于居里温度的190K附近出现的电阻率峰由界面隧穿效应贡献.电阻率在40K附近出现极小值.经过曲线拟合证实,其行为与近藤效应相似.研究结果较为全面地分析了单相多晶CMR材料的基本磁电相关特性.
於乾英[4](2008)在《多自旋Co离子诱导La2/3Ca1/3MnO3体系的反常输运行为研究》文中研究表明在强关联钙钛矿结构锰氧化物体系中,由于电荷、轨道、自旋自由度之间的相互耦合和高的自旋极化特征,使得该体系表现出诸多奇异的物理性质和丰富的物理内涵,涉及到强关联和多体系统、金属-绝缘体(M-I)转变等一系列凝聚态物理的基本问题,向现代物理学和信息科学的传统概念提出了挑战,从而给物理学家、材料科学家和信息科学家们提出了新的研究课题,使得强关联钙钛矿锰氧化物体系的研究成为二十一世纪科学技术特别是凝聚态物理强关联电子系统的主要研究热点之一。本文以结构分析和物性测量为主要手段,系统研究了多自旋态Co离子诱导的La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO3(0≤x≤0.15)体系的二次金属-绝缘体(M-I)转变行为,多自旋Co离子替代对La2/3Ca1/3MnO3体系低温电阻最小行为的影响规律,以及磁场对La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO3体系输运行为的反常调制现象,给出了该行为与自旋有序性之间的关联,探讨了低温电阻最小现象对磁场反常依赖的物理机制。全文共分六章,主要内容为:第一章主要对钙钛矿型锰氧化物研究的历史、现状及发展趋势做了简单的论述。着重对稀土锰氧化物体系的Mn位掺杂效应以及本工作中所采用的掺杂元素Co在掺杂中表现出的特性进行了综述,并对该体系所涉及的其他相关理论进行了简单介绍,最后给出了本论文工作的出发点和主要研究内容。第二章阐述了实验样品的制备方法、结构表征、物性测量的方法和基本原理,主要包括电、磁输运性质等。第三章系统研究了多自旋Co离子诱导的La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO3(0≤x≤0.15)体系的二次金属-绝缘(M-I)转变行为。通过结构、磁的和电输运实验测量,结果表明,样品具有很好的单相正交O’,晶格参数随替代量的增大呈减小趋势。所有样品都呈现出CMR体系典型的顺磁-铁磁(PM-FM)转变,铁磁转变居里温度TC随Co替代量的增加而降低。在顺磁区域,不同样品在TC以上温度范围内遵守居里-外斯定律。磁测量发现场冷(FC)和零场冷(ZFC)热磁曲线的分叉现象,证明随着Co的掺入,体系内部出现复杂的铁磁/反铁磁(FM/AFM)混合并竞争的相互作用,导致了团簇玻璃行为,说明Co的掺入诱导了系统磁无序的增强效应,也证明了由Co掺杂所导致体系的本征不均匀性。体系高温区域电输运行为较符合Mott的可变程跃迁模型。Co替代导致体系出现电输运反常,具体表现为在居里温度TC以下电阻-温度曲线的二次M-I行为,且随Co替代量的增大,无论是高温M-I转变峰还是低温M-I转变峰,其峰值温度均向低温区移动;所不同的是,对Co替代样品而言,随外加磁场增加,高温M-I转变峰值温度TPH向高温区移动,而低温M-I转变峰值温度TPL则保持不变,表现出磁场无关的特征。相应的M-I转变峰值电阻率对Co替代和外加磁场表现出很强的依赖关系:随Co替代含量的增加,各M-I转变峰值电阻率增加,而低温M-I转变峰值电阻对Co替代更为敏感。对照样品磁特性测量结果,证明高温M-I转变峰对应于未替代体系的M-I转变,低温峰对应的反常变化则与Co3+离子替代Mn4+后在体系中引入氧缺位和高的自旋态相关联。对应电阻二次M-I转变,MR曲线也呈现双峰现象,这种双峰共存现象可以使MR效应在较宽的温度范围内存在,这一现象将可能对该类材料的未来开发与应用产生有益影响,该研究为CMR体系物理机制的理解提供了重要的实验证据第四章研究了多自旋Co离子替代对La2/3Ca1/3MnO3体系低温电阻最小行为的影响规律,并给出了该行为与自旋有序性之间的关联。结果表明,各样品呈现出的电阻最小行为受到Co替代含量很强的影响。实验给出了低温区不同磁场下样品的电输运结果,发现磁场对样品的低温电阻上翘现象具有很强的调制作用,但响应规律与常规的稀磁合金有所不同。结合该系列实验样品的磁结构特征,我们认为随Co含量的增加,AFM团簇增多,体系无序度增强,可能在这种很强的无序条件下,电阻上翘不能被明显的反转过来。磁场一方面抑制杂质磁矩的自旋散射,另一方面由无序导致的加强的电子电子相互作用又使得电阻上翘在磁场的影响下得到加强。为了解释这种低温下的类Kondo电阻异常上升输运行为,结合Kondo散射、e-e相互作用和e-p散射等理论模型,我们对实验数据进行了数值拟合,证明这里的低温输运行为可以从自旋无序散射、e-e相互作用、电子之间的强关联效应,以及e-p相互作用予以解释。结合本课题组前期首次在铁磁金属锰氧化物体系中发现存在的类Kondo散射的实验证据后,再次证明了Kondo反常行为不仅仅存在于传统的稀磁合金中,而且也存在于包含有自旋无序团簇的导电铁磁金属化合物中,这种低温反常输运行为可能反映了锰氧化物强关联电子系统的普遍特征,对强关联CMR锰氧化物体系物理机制的理解具有重要作用。第五章研究了磁场对La2/3Ca1/3Mn0.9Co0.1O样品输运行为的反常调制现象,讨论了低温电阻最小现象对磁场依赖关系及其物理机制。结果表明,电阻双峰效应具体表现为除了居里温度TC附近TPH处的M-I转变以外,在低温区域TPL处出现二次M-I转变,但磁特性测量结果却显示TPL表现出某种磁场无关的特征。另外在50K以下,样品在不同磁场下均表现出电阻低温最小值行为。基于晶界效应的考虑,通过磁测量结果表明,低场下的反常输运行为同时证明了体系中存在的自旋无序散射,包括自旋极化和晶界隧穿效应,表现为多晶样品所固有的典型本征特性之一。同时,我们认为低场下磁场对电阻最小行为的轻微调制和较高场下对电阻最小行为的加强这两种截然不同的变化表明了存在于体系中既有自旋无序散射、e-e相互作用、又有自旋极化和晶界隧穿效应,也是引起低温下电阻率异常上升的主要原因。低温下反常金属-半导体转变反映了存在于多晶锰氧化物体系中的类Kondo自旋无序散射,e-e相互作用的存在反映了锰氧化物体系电子之间的强关联相互作用特征,为锰氧化物体系的普遍特征之一。第六章对本论文工作给予了总结,并对目前工作的发展进行了讨论和展望。
张国庆[5](2007)在《磁不均匀性对钙钛矿结构锰氧化物磁电阻特性的影响》文中提出钙钛矿结构锰氧化物由于其特有的超大磁电阻而具有巨大的应用潜力,但是超大磁电阻效应一般在一个特别窄的温区内存在,因而限制了其在现实中的应用。尽管低场磁电阻效应增宽了这类材料表现磁电阻效应的温区,然而由于低场磁电阻效应一般在低温区才有较大的磁电阻值,并且随温度的上升迅速衰减,同时增大低场磁电阻效应会减小高温区的超大磁电阻效应,因而这条途径并不是十分有效。本论文则从另一个角度出发,通过造成材料的磁不均匀性来增宽本征的超大磁电阻效应出现的温区,从而提高样品的磁电阻性能。本论文共分七章。第一章为绪论,首先介绍了几种常见的磁电阻效应及钙钛矿结构锰氧化物的超大磁电阻效应。随后对钙钛矿结构锰氧化物的基本性质、导电机理研究和其低场磁电阻效应进行了综述,最后给出了本论文的研究思路。第二章则详细介绍了材料制备方法和测试设备。第三章研究了Na掺杂对La2/3Ca1/3MnO3的结构、电输运和磁性质的影响。结果表明,由于Na+离子和Ca2+离子价态的不同,导致样品中存在两个居里温度相近的铁磁相;在一定的掺杂浓度下,这两相间的竞争导致样品的磁电阻存在两个本征的超大磁电阻峰,由于这两个磁电阻峰的重叠使得样品在大的温度范围内表现出较大磁电阻效应。第四章对高温烧结的La1-x(Ca1-yKy)xMnO3样品进行了研究。由于K损失的不均匀性,在样品的表面K损失较多,形成不同于样品内部的主相的表面铁磁性相,在y=0.4样品中,该表面相与样品的主相产生较强烈的竞争,造成样品的金属-绝缘体转变变宽,而磁电阻效应则在主相的超大磁电阻峰出现后,随着温度的降低,由于表面铁磁相的本征磁电阻效应的贡献,又出现一个磁电阻平台,最终使样品总的本征磁电阻效应出现的温区增宽。第五章研究了小颗粒尺寸的La1-x(Ca1-yNay)xMnO3和La1-x(Ca1-yKy)xMnO3样品的磁电阻效应。测试表明颗粒边界的增加对样品的电输运产生重大影响,并使La1-x(Ca1-yKy)xMnO3系列的y=0.4,0.5,0.6,0.75四个样品在室温附近表现出磁电阻平台,而边界的本征磁电阻效应对该平台的形成同样有贡献。第六章研究了名义化学组分为的La2/3Ca1/3BixMn1-xO3颗粒系统。结构测试表明Bi并不能进入La2/3Ca1/3MnO3的晶格锰位,由于A位元素的过量和铋氧化物的低熔点特性,烧结过程中Bi元素析出形成了绝缘性的第二相;并且Bi的析出导致样品主相的表面存在与主相体心磁性质不同的铁磁相,即样品的磁不均匀性增强,使得高Bi含量的样品表现出宽的铁磁-顺磁转变和磁电阻平台效应。第七章为全文的总结。最后列出了作者攻读博士期间发表和已投稿的论文。
盛志高[6](2007)在《钙钛矿结构锰氧化物薄膜和异质结输运性质及其光诱导效应研究》文中提出钙钛矿结构掺杂锰氧化物由于其丰富的物性和在自旋电子学中潜在的应用前景倍受关注。在本论文中,我们以锰氧化物薄膜和异质结为研究对象,详细探索了他们的电磁输运性能和光诱导效应。具体内容如下:1、采用直流磁控溅射的方法制备出多种锰氧化物薄膜,并在单晶硅(001)衬底上在La2/3Sr1/3MnO3-δ(LSMO)薄膜的生长过程中,采用调节衬底温度的方法实现了对薄膜取向的调制,制备出高度c轴取向的LSMO薄膜。2、详细研究了LSMO薄膜的光电导效应以及影响因素,发现了LSMO薄膜中的电致电阻效应、电流辅助下的薄膜光电导效应以及磁场对LSMO薄膜持久光电导(PPC)的擦洗效应。3、研究了锰氧化物/SrTiO3+0.5wt%Nb(STON)异质结的电磁输运性质,在其中观察到了整流效应,确认了高温下异质结中的隧穿行为,同时观察到了La0.7Ce0.3MnO3/STON异质结中磁电阻随温度、偏置电流发生正负符号渡越的行为,结合隧穿模型给出了合理解释。4、对锰氧化物/SiO2/Si异质结进行了输运及其光诱导效应研究。探讨了各种条件下的输运机制,发现异质结在TC温度以上有着正向I-V输运行为,而在TC温度以下有着反向I-V输运行为。同时观察到异质结中巨大的光致电阻现象。5、研究了锰氧化物/STON和锰氧化物/SiO2/Si两类异质结的光伏效应。对异质结光伏对温度、光功率、磁场的依赖关系等方面进行了较为详细的探索。在锰氧化物/STON异质结中上发现了与磁性有关的新型光伏效应,并成功地实现了光伏效应的磁场调控。
肖循[7](2007)在《掺杂对庞磁电阻材料本征性质的影响》文中提出钙钛矿锰氧化物由于在居里温度Tc附近表现出庞磁电阻效应(CMR),具有100 %自旋极化率及存在着复杂的电子、晶格、自旋等相互作用而成为凝聚态物理、材料物理等领域的主要研究对象之一。双交换作用是解释钙钛矿锰氧化物电输运行为和磁性质的重要理论,但是,掺杂怎样影响双交换作用以及异性离子间是否有铁磁作用一直是一个未解决的问题。本论文主要以钙钛矿锰氧化物La2/3Ca1/3MnO3、La2/3Sr1/3MnO3为研究对象,通过在其A位和B位进行特殊形式的掺杂,对掺杂体系的电输运和磁性质进行研究,从而为掺杂如何影响双交换作用、异性离子间是否有铁磁作用以及提高室温处的磁电阻效应提供实验和理论研究基础。主要研究内容包括如下几方面:1.介绍了磁电子学的相关内容,对最具应用前景的磁电子材料——钙钛矿锰氧化物的结构、电输运行为与磁性质进行了较全面的概括,综述了钙钛矿锰氧化物中掺杂对双交换和本征磁电阻的影响,在此基础上提出了论文的选题依据和研究意义。2.在A位掺杂研究中,通过改变A位平均离子半径以及固定改变失配因子σ2,研究了掺杂对双交换作用的影响以及样品的居里温度和CMR的变化规律。实验发现随着的减小,或者固定时随着σ2的增加,Mn-O-Mn键键角小于180o,双交换作用被削弱。因此,样品的Tc降低而CMR增大。3. Cr3+具有和Mn4+相同的电子组态,因此Cr3+与Mn3+间是否具有双交换作用是一个未解决的问题。通过保持[Mn3+]/([Mn4+]+[Cr3+])之比为择优比例2:1,采用特殊形式的B位Cr掺杂,制备了样品La2/3+yCa1/3-yMn1-yCryO3,并和采用通常的掺杂方式样品La2/3Ca1/3Mn1-yCryO3进行了电输运和磁性质的比较研究。实验发现Cr的掺杂对样品的Tc和绝缘体-金属转变温度Tp的下降影响较小;在低掺杂量时,La2/3Ca1/3Mn1-yCryO3的电阻-温度曲线有“双峰”现象,而La2/3+yCa1/3-yMn1-yCryO3的电阻-温度曲线没有“双峰”现象。同时,与La2/3Ca1/3Mn1-yCryO3比较,La2/3+yCa1/3-yMn1-yCryO3的磁化强度和导电性在低温区域增强。我们提出在Tc附近的高温区域,Mn3+与Cr3+之间存在着非常弱的双交换作用。但是当温度降低,这种铁磁作用导致Mn3+与Cr3+平行排列,因此Mn3+与Cr3+之间存在着的弱的双交换作用增强;所以在Mn3+与Cr3+间就有可能的电子传输,这将增强样品的电导。Mn3+-O-Cr3+间的作用类似于Mn3+-O-Mn4+间的双交换作用但比后者要弱一些。4.同样,当掺杂量y≤0.1时,La2/3Sr1/3Mn1-yCryO3的电阻-温度曲线有“双峰”现象,而La2/3+ySr1/3-yMn1-yCryO3的电阻-温度曲线没有双峰现象。与La2/3Sr1/3Mn1-yCryO3比较,La2/3+ySr1/3-yMn1-yCryO3的导电性在低温区域增强,而且其室温附近的CMR比采用通常掺杂方式的样品有较大幅度的提高。这可能是因为Mn3+与Cr3+之间存在着的弱的双交换作用随温度降低和磁场的作用增强引起的CMR的提高。5.保持Mn3+与Mn4+的比例为2:1,采用La(2+4y)/3Ca(1-4y)/3Mn1-yCuyO3的形式掺杂,并和采用通常掺杂方式的样品La2/3Ca1/3Mn1-yCuyO3进行了比较研究。实验发现Cu在La2/3Ca1/3Mn1-yCuyO3中有助熔作用,但是在La(2+4y)/3Ca(1-4y)/3Mn1-yCuyO3中则没有。由于助熔作用,La2/3Ca1/3Mn1-yCuyO3的Tp几乎不下降,且磁电阻没有明显的增强;La(2+4y)/3Ca(1-4y)/3Mn1-yCuyO3电阻率及其峰值随着掺杂量的增加而增加,而且Tp也随之下降,磁电阻在较宽的温度范围内均得到了增强。6. Cu对La2/3Sr1/3Mn1-yCuyO3和La(2+4y)/3Sr(1-4y)/3Mn1-yCuyO3都没有明显的助熔作用。随掺杂量y增加,样品Tp降低,电阻率升高。La(2+4y)/3Sr(1-4y)/3Mn1-yCuyO3磁电阻值比La2/3Sr1/3Mn1-yCuyO3有较大幅度的提高,在室温附近有较大的磁电阻效应。7. La(2+4y)/3(Ca,Sr)(1-4y)/3Mn1-yCuyO3的Tc和Tp都低于样品La2/3(Ca,Sr)1/3Mn1-yCuyO3的值,可见保持Mn3+与Mn4+的比例为2:1并没有使La(2+4y)/3(Ca,Sr)(1-4y)/3Mn1-yCuyO3具有较好的铁磁性。这说明A位上两种元素的比例变化导致的容忍因子t、和σ2的改变也是影响双交换的重要因素。总之,以钙钛矿锰氧化物为基体,通过特殊设计的A位和B位掺杂方式,在一定程度上能阐明A位变化对双交换作用的影响及B位异性离子间是否有铁磁作用。这一方法为研究钙钛矿锰氧化物中的双交换理论提供了一个全新的思路,也能为寻求室温磁电阻材料提供参考。
缪菊红[8](2006)在《钙钛矿锰氧化物颗粒边界改性及磁电阻效应研究》文中研究指明钙钛矿锰氧化物由于表现出庞磁电阻效应(CMR),具有100 %自旋极化率及存在着复杂的电子、晶格、自旋等相互作用而成为凝聚态物理、材料物理等领域的主要研究对象之一。但是,CMR效应只有在较高的外加磁场(~几Teslas)和较窄的温度范围内才能观察到,这极大地限制了它的实际应用。对于在多晶材料中发现的和颗粒边界相关的非本征磁电阻效应,虽然对低场有较高的响应性,但这类磁电阻效应主要出现在低温范围(远低于居里温度),且它的大小随温度升高而迅速减小,也不利于在实际器件中的应用。本论文主要以钙钛矿锰氧化物La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO),La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO)颗粒体系为研究对象,通过在其颗粒边界引入不同性质的第二相材料对颗粒边界进行改性,并对复合体系的电、磁输运行为进行研究,从而为提高低场磁电阻效应提供试验和理论基础。主要研究内容包括如下几方面:1.介绍了磁电子学的相关内容,对最具应用前景的磁电子材料――钙钛矿锰氧化物的结构、电输运行为与磁性质进行了较全面的概括,综述了钙钛矿锰氧化物中的本征庞磁电阻效应和非本征的低场磁电阻效应(LFMR),在此基础上提出了论文的选题依据和研究意义;2.根据第二相材料本身的性质,分别设计了特殊的样品制备工艺,成功地将第二相材料引入到铁磁金属颗粒的表面,并能有效地控制其分布,从而达到对颗粒边界改性的目的,进而改变铁磁颗粒之间的电、磁输运行为;3.通过制备(1-x)LCMO/xCuO复合体系,成功地实现了顺磁性Cu相关物质对铁磁性LCMO颗粒的包覆,将具有额外自旋的Cu2+引入到了LCMO的颗粒表面。研究了烧结温度对复合体系结构,及电、磁输运行为的影响,从而确定了合适的烧结工艺条件;实验发现随着复合量x的增加,复合体系的金属-绝缘体转变温度Tp先迅速降低,后几乎不随x的继续增大而改变;复合体系的低场磁电阻效应得到了实质性的提高,在0.3 T的外加磁场下其最大磁电阻达到了~90 %。4.系统研究了(1-x)LCMO/xCuO (x=20 %)复合体系在降温和升温过程中电输运性质和磁行为。研究结果发现:该复合体系在Tp附近,除表现出低场超大磁电阻效应外,还表现出不寻常的磁滞和热滞现象。我们提出这些实验现象应该源于相同的物理机制,即由于顺磁Cu相关物质对LCMO的包覆,在颗粒边界上引入了自旋无序。恒温下测了样品的电阻率-磁场关系、磁化强度-磁场关系以及电阻率随时间的弛豫行为,发现复合体系的以上行为在温度Tp附近出现非常明显的弛豫效应,这进一步说明颗粒边界上的自旋无序程度在Tp附近最为显着。5.制备了(1-x)LCMO/xSb2O5,(1-x)LSMO/xSb2O5复合体系,成功地将非磁性绝缘体Sb2O5引入到铁磁性颗粒LCMO或LSMO的表面。发现当复合量较低时, Sb2O5主要包覆在LCMO或LSMO的颗粒表面,复合样品的Tp随x的增大而降低;当复合量较大时,Sb2O5团聚在一起,样品的Tp反而向高温方向移动。对于LCMO/ Sb2O5复合体系,样品的低场磁电阻效应在Tp处与纯LCMO相比得到了增强,但与LCMO/CuO复合体系中得到的磁电阻效应相差甚远;对于LSMO/ Sb2O5复合体系,磁电阻在很宽的温度范围均得到了明显改善,尤其是室温下的磁电阻效应得到了显着增强。我们基于自旋极化隧穿对实验结果进行了合理解释。6.制备了LCMO/xCuMn2O4复合体系,将反铁磁性绝缘体CuMn2O4引入到铁磁性LCMO颗粒体系中。由于界面上存在铁磁-反铁磁性耦合,复合样品的磁电阻效应在很宽的温度范围内均得到了增强,在3 T的外加磁场下,x=30%样品从低温一直到220 K表现出一个约~45 %的磁电阻平台。7.研究了(1-x)LSMO/xCuO复合体系,尽管对制备工艺进行了多方面的探索,但其磁电阻效应并未能象LCMO/CuO复合体系中那样得到实质性的增强。总之,以钙钛矿锰氧化物为基体,通过设计合适的样品制备工艺,将具有不同性质的第二相,如顺磁性的Cu相关物质,非磁性绝缘体,反铁磁性绝缘体引入到铁磁颗粒表面,对颗粒边界进行改性时,确实能使复合体系的低场磁电阻效应得到实质性的提高。这一方法为研究钙钛矿锰氧化物的低场磁电阻效应提供了一个全新的思路,具有潜在的应用价值。
任光明[9](2006)在《第二相引入对庞磁电阻材料磁和电子输运性质的影响》文中进行了进一步梳理近年来,在形如Ln1-xTxMnO3(Ln是稀土元素,T是二价阳离子)的锰基钙钛矿多晶材料中的颗粒边界效应引起人们极大的研究兴趣。早期人们在这类材料中发现庞磁电阻效应(CMR),但CMR仅仅出现在居里温度(Tc)附近狭窄的温度范围,而且需要几个特斯拉的高磁场才可以实现,因而限制了它的应用。最近,人们发现在锰基钙钛矿多晶材料中颗粒边界效应剧烈地影响其物理性能,最吸引人的特征就是在很低的磁场下就可以获得很高的磁电阻,而且低场磁电阻出现在整个绝缘体金属转变温度(Tp)以下宽的温度范围。一般认为,这种低场磁电阻是由于载流子通过颗粒边界的能量势垒发生自旋极化隧穿而引起的。颗粒边界的无序结构是载流子能量势垒的主要原因,因此对颗粒边界进行优化处理可以改善这类磁电阻,最有效的方法就是引入第二相形成锰基钙钛矿颗粒复合材料,然而在这类复合材料中增强的磁电阻往往发生在更低的温区,这是目前需解决的主要问题。本文以锰基钙钛矿氧化物La0.67T0.33MnO3(T=Ca, Sr)的颗粒复合系统为研究对象,通过采取不同的工艺制备方法和选取不同的第二相材料,讨论了第二相的引入对复合样品的结构、输运性质的影响。利用交替沉积的方法,我们成功制备了La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)/CuO和LSMO/Al2O3多层颗粒膜。研究表明多层颗粒膜层数和第二相的含量对材料的电输运和磁电阻有很大的影响。对单层的纯LSMO薄膜,金属绝缘体转变温度Tp=236K,最大的磁电阻MR=23%;对40层的LSMO/CuO多层颗粒膜,Tp降到174K,但最大MR增加到31%。和CuO相比Al2O3的引入使得增加的磁电阻发生在更高的温度。根据实验结果和理论计算,我们提出通过选择禁带宽度较高的绝缘体氧化物作为CMR氧化物复合体系中的第二相,可以提高增强的磁电阻发生的温度范围。我们还用水浴包覆的方法设计制备了La0.67Ca0.333Mn3(LCMO)/MgO颗粒复合体系,发现和纯LCMO相比,MgO的引入使得复合样品的低场磁电阻得以显着提高,在0.3T的外磁场下,纯LCMO的最大零场磁电阻值为8%,而MgO含量x=0.07的复合样品的零场磁电阻达到28%。另外,我们还发现LCMO原粉的颗粒尺寸对复合体系电输运和磁电阻也有较大的影响。结合对样品微观形貌的分析,我们认为复合样品中的这些输运性质和LCMO颗粒之间的联接性有关,在复合样品中观察到的两级磁转变现象进一步证明了这一点。然而,和其它LCMO复合系统一样,增强的磁电阻仅仅发生在Tp以下更低的温区。铁磁和铁电氧化物复合系统中强烈的磁电耦合效应为设计锰氧化物颗粒复合系统提供了一个新的思路。我们在低温900℃烧结的LCMO/BaTiO3复合体系样品中观察到不同于一般的LCMO复合体系的实验现象,随BaTiO3含量x的增加,样品的电阻率降低,Tp升高,从纯LCMO的180K增加到x=0.3复合样品的225K,这使得在复合样品中低场磁电阻和高场磁电阻在整个温区都有所增强。用铁磁和铁电之间的磁电耦合效应可以对这些实验现象加以解释。然而对高温1200℃烧结的样品由于BaTiO3进入LCMO颗粒表面的晶格,其电输运和磁电阻特性和普通的LCMO复合系统相似。对中温1100℃和1000℃烧结的样品,R-T曲线和MR-T曲线都出现两个峰,这是由于较高的烧结温度或较高的BaTiO3含量都使得部分的BaTiO3进入到颗粒表面的晶格,在这种情况下,颗粒复合系统中两类颗粒边界共存。另外,我们还研究了其它绝缘体氧化物作为第二相的锰氧化物颗粒复合系统。在LSMO/CeO2复合体系中,我们观察到样品的电阻率随温度降低的变化关系为: ,其中α是一个常数,对所有不同CeO2含量的LSMO/CeO2复合样品保持不变。基于表面磁化机理,我们对这一现象进行了初步的解释。对LCMO/SrO复合体系,和LCMO/MgO体系比较,Tp下降的较少,R-T曲线的峰也较为平缓,这使得增强的磁电阻发生在较高的温区,基于结构分析和磁性质的测量,我们认为这些不同是由于复合样品中两相之间的界面反应产生不同的界面相引起的。由此可见,不同的第二相材料和工艺制备方法对锰氧化物颗粒复合系统的颗粒边界效应有显着的影响,通过选择合适的第二相材料可以提高磁电阻增强效应所发生的温区。
刘舸[10](2006)在《锰氧化物中A位Ce掺杂的电、磁输运行为研究》文中研究说明钙钛矿结构锰氧化物由于具有庞磁电阻效应而引起人们的广泛关注,这不仅是因为庞磁电阻具有巨大的潜在应用前景,而且对其起因的了解涉及到很多基础性的物理问题。近来,人们在对钙钛矿结构锰氧化物进行电子型掺杂研究时,发现了许多新的现象和有待进一步研究的问题。因此,我们以LaMnO3为基础,选择用Ce4+对锰氧化物进行A位掺杂,并对比择优掺杂的La2/3Ca1/3MnO3和La2/3Sr1/3MnO3,研究Ce离子的引入对锰氧化物的电、磁输运行为的影响。本文主要研究内容概括如下:(1)介绍钙钛矿结构锰基氧化物的晶体结构、电子特征、锰离子之间的交换相互作用以及锰基氧化物的电磁性质。(2)采用固相反应法制备了名义组分为La1-xCexMnO3的系列样品,研究了烧结工艺对其电输运行为的影响。研究表明:随烧结温度的降低,烧结时间的减少,样品的绝缘体-金属转变温度(Tp)向低温移动,且其转变的温度区间展宽、电阻率增大。在高温区域(T>Tp),La1-xCexMnO3的系列样品的导电行为符合绝热小极化子模型。(3)在Ce掺杂浓度较低时(x<0.1),样品表现出绝缘体导电行为;当Ce掺杂浓度在0.1~0.7之间时,随着温度的降低,样品表现出绝缘体到金属的转变,转变温度随掺杂浓度的增加逐渐升高,而电阻率则不断减小;当Ce掺杂浓度超过0.7时(x>0.7),样品又开始呈现绝缘体导电特征。这些行为可能是由于Ce的替代掺杂在晶体中引起的尺寸效应及A、B位上价态的无序所造成的。在LaMnO3中,Ce离子的引入不仅在系统中出现Mn2+离子,而且引起的氧含量的过量也会让系统中出现Mn4+离子。于是,系统中就会出现Mn3+-O-Mn4+间的双交换作用与Mn3+-O-Mn3+以及Mn3+-O-Mn2+间的超交换作用之间的竞争;又由于电子-声子之间的相互作用,使得La1-xCexMnO3中表现出相当复杂的电、磁输运行为。(4)在低温区域,一般温度低于120K时,样品都表现出电荷有序化的倾向。(5)通过Ce对CaMnO3中的Ca的替代(Ca1-xCexMnO3),我们观察到该体系有较高的绝缘体金属转变温度、较低的电阻率和较大的磁电阻现象。(6)通过Ce对SrMnO3中的Sr的替代掺杂,我们观察到在低掺杂(x=0.1)的样品中,由于Jahn-Teller有序而处于C型反铁磁绝缘体态,这与由于eg电子之间库仑排斥作用引起的A型或CE型反铁磁绝缘体不同掺杂浓度的增加也会导致晶体结构发生变化,x=0.2,0.3时晶体处于四方相,x=0.4时样品变成了正交晶系。
二、Transport Properties and CMR Effect in La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Transport Properties and CMR Effect in La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(论文提纲范文)
(1)掺杂稀土锰氧化物材料的制备及其电磁特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 稀土掺杂锰氧化物简介 |
1.2 镧系稀土元素的性质 |
1.2.1 原子半径和离子半径 |
1.2.2 镧系元素的磁学性质 |
1.3 磁电阻效应和其发展状况 |
1.3.1 磁电阻的分类 |
1.3.2 锰氧化物的庞磁电阻效应 |
1.3.3 锰氧化物的晶体结构 |
1.3.4 锰氧化物的电子结构和磁特性 |
1.3.5 锰氧化物的理论模型 |
1.3.6 多晶锰氧化物的低场磁电阻效应 |
1.4 稀土锰氧化物的磁卡效应 |
1.4.1 磁致冷的概念 |
1.4.2 磁致冷的特点 |
1.4.3 类钙钛矿型稀土锰氧化物磁热效应研究现状 |
1.5 本文的研究意义和内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
参考文献 |
第2章 实验方法与原理 |
2.1 实验化学试剂及样品制备仪器 |
2.1.1 实验化学试剂 |
2.1.2 实验样品制备仪器 |
2.2 溶胶-凝胶方法 |
2.2.1 溶胶-凝胶法的类型 |
2.2.2 凝胶的形成原理与特点 |
2.3 样品表征方法 |
2.3.1 X射线衍射谱 |
2.3.2 差热-热重分析 |
2.3.3 扫描电子显微镜 |
2.3.4 原子力显微镜 |
2.3.5 四引线测量法测量电学性质 |
2.3.6 SQUID磁强计测量磁化强度温度曲线 |
2.4 磁学性质的理论基础 |
参考文献 |
第3章 (La_(1-x)Dy_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的制备和电输运性能 |
3.1 引言 |
3.2 样品的制备及差热分析 |
3.3 样品制备的工艺条件 |
3.4 (La_(1-x)Dy_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的电输运性能 |
3.5 本章结论 |
参考文献 |
第4章 (La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的结构、电磁性质和磁卡效应 |
4.1 引言 |
4.2 低掺杂Ho的(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的结构性质 |
4.3 低掺杂Ho的(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的电磁性质 |
4.4 高掺杂Ho的(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的结构性质 |
4.5 高掺杂Ho的(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的电磁性质 |
4.6 高掺杂Ho的(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的磁卡性质 |
4.7 本章结论 |
参考文献 |
第5章 轻稀土掺杂(La_(1-x)Ho_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3粉体的表征及电输运性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 制备(La_(0.8)Ln_(0.2))2/3Ca_(1/3)MnO_3粉体的结构及表面形貌 |
5.3 (La_(0.8)Ln_(0.2))_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的电输运性能 |
5.4 本章结论 |
参考文献 |
第6章 结论与本文创新点 |
致谢 |
攻读博士期间已发表和在投论文 |
作者简介 |
(2)磁有序体系的类近藤输运及磁性纳米颗粒的表征和远程操控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 综述 |
1.1 引言 |
1.2 强关联庞磁电阻锰氧化物的研究进展 |
1.3 强关联庞磁电阻锰氧化物的基本理论框架 |
1.4 锰氧化物体系中的低温输运异常 |
1.4.1 锰氧化物体系中的低温反常输运行为 |
1.4.2 强关联体系低温输运异常的机理研究 |
1.5 本工作的出发点和主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验方法和原理 |
2.1 样品制备 |
2.1.1 多晶样品的制备-固相反应法 |
2.1.2 单晶生长原理与方法 |
2.1.3 薄膜样品的制备-脉冲激光沉积法 |
2.2 结构分析与表征 |
2.2.1 X 射线衍射分析原理 |
2.2.2 电子显微镜结构分析 |
2.3 电磁输运测量原理与方法 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 体系的本征不均匀性与非本征缺陷对低温反常输运的影响 |
3.1 引言 |
3.2 样品与实验 |
3.3 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3单晶的人工调制微结构 |
3.4 体系的非本征缺陷与本征不均匀性对低温反常输运的影响 |
3.4.1 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3体系的非本征缺陷对低温反常输运的影响 |
3.4.2 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3体系的本征不均匀性对低温反常输运的影响 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 应力诱导量子干涉效应的电导修正的影响 |
4.1 引言 |
4.2 样品与实验 |
4.3 应力诱导量子干涉效应的电导修正 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 B 位 Co 掺杂对 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3低温反常输运的影响 |
5.1 引言 |
5.2 样品与实验 |
5.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3(0≤x≤0.15)系列样品的晶体结构、电磁输运特性 |
5.3.1 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3系列样品的粉末 X 射线衍射结果 |
5.3.2 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3系列样品的电输运行为 |
5.3.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3系列样品的磁特性 |
5.4 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3的低温电阻极小值现象及高温顺磁区的电磁行为 |
5.4.1 系列样品低温电阻最小值现象的研究 |
5.4.2 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3高温顺磁区电输运行为研究 |
5.4.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)CoxO_3高温顺磁区磁特性的研究 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第六章 磁性纳米颗粒的远程操控技术和磁弛豫表征 |
6.1 引言 |
6.2 磁镊-对磁性纳米粒子的远程操控 |
6.2.1 理论模型与设计要求 |
6.2.2 磁性纳米颗粒的移动与力的标定 |
6.3 SQUID 磁弛豫仪 |
6.3.1 磁性纳米颗粒的磁驰豫行为 |
6.3.2 超导量子干涉仪的原理 |
6.3.3 测量系统介绍 |
6.3.4 实验所遇到的问题 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 本文的创新之处和展望 |
7.2.1 本文的特色与创新之处 |
7.2.2 下一步工作和展望 |
攻读博士学位期间完成的论文 |
作者攻读博士学位期间参加的项目 |
致谢 |
(4)多自旋Co离子诱导La2/3Ca1/3MnO3体系的反常输运行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 综述 |
1.1 引言 |
1.2 强关联锰氧化物的结构及基本原理 |
1.3 多自旋过渡金属元素钴及钴掺杂锰氧化物 |
1.4 锰氧化物体系中的低温输运反常问题 |
1.5 本文工作的出发点和主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 实验原理和方法 |
2.1 样品的制备 |
2.2 样品结构分析 |
2.3 物性测量的原理和方法 |
2.4 小结 |
参考文献 |
第三章 多自旋Co离子诱导La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系的二次M-I转变 |
3.1 引言 |
3.2 样品和实验 |
3.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Co_xO_3体系的结构特征 |
3.4 多自旋Co离子对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系磁特性的影响 |
3.5 多自旋Co离子诱导La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系的二次M-I转变行为 |
3.6 多自旋Co离子对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系磁电阻的影响 |
3.7 小结 |
参考文献 |
第四章 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Co_xO_3体系的低温电阻最小与自旋关联散射 |
4.1 引言 |
4.2 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Co_xO_3体系的低温电阻最小行为 |
4.3 实验结果的拟合与理论分析 |
4.4 小结 |
参考文献 |
第五章 磁场对La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Co_xO_3体系输运行为的反常调制 |
5.1 引言 |
5.2 样品结构分析和表征 |
5.3 磁场对二次M-I转变行为的调制作用 |
5.4 磁场对低温类Kondo输运行为的反常调制 |
5.5 小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 问题和展望 |
攻读博士学位期间完成的论文目录 |
致谢 |
(5)磁不均匀性对钙钛矿结构锰氧化物磁电阻特性的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 磁电阻效应及钙钛矿结构锰氧化物的研究现状与进展 |
1.1 磁电阻效应的研究概述 |
1.1.1 正常磁电阻效应 |
1.1.2 各向异性磁电阻效应 |
1.1.3 巨磁电阻效应 |
1.1.4 超大磁电阻效应的发现 |
1.1.5 其它具有磁电阻效应的氧化物 |
1.2 钙钛矿结构锰氧化物的晶体结构和电子特征 |
1.2.1 晶体结构 |
1.2.2 电子结构特征 |
1.3 钙钛矿结构锰氧化物的有序行为 |
1.3.1 磁有序 |
1.3.2 电荷有序 |
1.3.3 轨道有序 |
1.4 典型钙钛矿结构锰氧化物体系的相图 |
1.4.1 La_(1-x)Sr_xMnO_3(0≤x≤0.4)单晶的电输运及磁化 |
1.4.2 典型钙钛矿结构锰氧化物的电和磁相图 |
1.5 钙钛矿结构锰氧化物的择优掺杂 |
1.5.1 钙钛矿结构锰氧化物中的典型磁相变 |
1.5.2 钙钛矿结构锰氧化物的择优掺杂及电输运一般理论 |
1.6 择优掺杂的钙钛矿结构锰氧化物磁电阻效应的研究 |
1.6.1 本征的超大磁电阻效应 |
1.6.2 超大磁电阻效应的形成机理 |
1.6.3 非本征的低场磁电阻效应 |
1.6.4 低场磁电阻效应的不足 |
1.7 本论文的研究思路 |
第二章 材料的制备与测试 |
2.1 溶胶-凝胶法制备材料的一般流程 |
2.1.1 配制溶液 |
2.1.2 溶液处理 |
2.1.3 超微细粉的预烧处理 |
2.1.4 原粉成型和烧结 |
2.2 本论文样品的具体烧结条件 |
2.3 样品的测试 |
第三章 Na 掺杂对 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3结构和输运的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Na 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3 晶体结构的影响 |
3.3 Na 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3 电和磁性质的影响 |
3.4 Na 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3 输运性质影响的机理 |
3.5 Na 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3 磁电阻效应的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 K 掺杂对 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3结构和输运的影响 |
4.1 引言 |
4.2 K 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3晶体结构的影响 |
4.3 K 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3电输运的影响 |
4.4 K 掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3磁电阻的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 低温烧结的 La_(1-x)(Ca_(1-y)AL_y)_xMnO_3(AL=Na,K)样品的磁电阻效应 |
5.1 引言 |
5.2 低温烧结的La_(1-x)(Ca_(1-y)AL_y)_xMnO_3的晶体结构 |
5.3 低温烧结的La_(1-x)(Ca_(1-y)AL_y)_xMnO_3的电输运和磁电阻效应 |
5.4 低温烧结的La_(1-x)(Ca_(1-y)AL_y)_xMnO_3的结构和磁电阻效应 |
5.5 本章小结 |
第六章 La_(2/3)Ca_(1/3)Bi_xMn_(1-x)O_3颗粒系统的电和磁性质 |
6.1 钙钛矿结构锰氧化物的复合材料磁电阻效应的研究 |
6.2 La_(2/3)Ca_(1/3)Bi_xMn_(1-x)O_3颗粒系统的的结构分析 |
6.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Bi_xMn_(1-x)O_3颗粒系统的的磁性质和电输运 |
6.4 La_(2/3)Ca_(1/3)Bi_xMn_(1-x)O_3颗粒系统的的磁电阻效应及解释 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结 |
参考文献 |
发表和投稿论文清单 |
致谢 |
(6)钙钛矿结构锰氧化物薄膜和异质结输运性质及其光诱导效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章、掺杂锰氧化物简介及其光诱导研究进展 |
第一节、钙钛矿掺杂锰氧化物简介 |
1.1.1 锰氧化物的晶体结构 |
1.1.2 锰氧化物磁结构 |
1.1.3 锰氧化物的输运行为 |
第二节、锰氧化物光诱导效应研究进展 |
1.2.1 掺杂锰氧化物的光谱研究 |
1.2.2 掺杂锰氧化物的光磁研究 |
1.2.3 掺杂锰氧化物的光电导研究 |
1.2.4 锰氧化物异质结的光诱导研究 |
第二章、锰氧化物薄膜、异质结的制备及其结构、物性表征 |
第一节、直流磁控溅射、脉冲激光沉积的原理 |
第二节、衬底温度对La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3薄膜结构和物性的影响 |
第三节、磁控溅射生长Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3薄膜的探索 |
2.3.1 衬底温度对磁控溅射生长PCMO 薄膜取向的影响 |
2.3.2 磁控溅射生长PCMO 薄膜的厚度与生长时间的关系 |
2.3.3 衬底表面处理及后续退火对PCMO 薄膜形貌的影响 |
本章小结 |
第三章、La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_(3-δ)薄膜中的光诱导效应研究 |
第一节、LSMO薄膜中的光电导效应 |
第二节、电场对LSMO薄膜光电导的影响 |
第三节、磁场对LSMO薄膜光电导的影响 |
本章小结 |
第四章、锰氧化物/STON 异质结的电磁输运性质研究 |
第一节、锰氧化物/STON 异质结的整流效应 |
第二节、LCEM/STON 中的隧穿输运 |
第三节、LCEM/STON 异质结中的结间磁电阻交叠效应 |
本章小结 |
第五章、锰氧化物/Si 异质结的电磁输运和光诱导效应研究 |
第一节、锰氧化物/SiO_2/Si 异质结中表面薄膜电磁输运行为 |
第二节、T_C温度以上锰氧化物/SiO_2/Si 异质结结间输运行为 |
第三节、T_C温度以下LSMO/SiO_2/Si 异质结结间输运行为 |
第四节、锰氧化物/SiO_2/Si异质结隧穿输运行为 |
第五节、锰氧化物/SiO_2/Si异质结光诱导研究 |
本章小结 |
第六章、锰氧化物异质结的光生伏特效应研究 |
第一节、CMR/STON 异质结的光伏效应研究 |
第二节、磁场对CMR/STON异质结中光伏效应的调控研究 |
第三节、CMR/SiO_2/Si 异质结的光伏效应研究 |
本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读博士期间所取得的科研成绩 |
致谢 |
(7)掺杂对庞磁电阻材料本征性质的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 锰基钙钛矿结构氧化物晶体结构和Mn 离子电子组态 |
1.2 Re_(1-x)Ae_xMnO_3 型锰基氧化物的相变 |
1.3 Re_(1-x)Ae_xMnO_3 型锰基氧化物的A 位尺寸效应 |
1.4 Mn 离子之间的交换作用 |
1.5 磁电阻效应 |
1.6 Re_(1-x)Ae_xMnO_3 材料中Mn 位过渡金属掺杂效应 |
1.7 本文的选题依据和研究意义 |
2 样品设计和制备工艺及基体相的电磁性质 |
2.1 样品设计 |
2.2 样品制备工艺 |
2.3 样品制备方法及微观形貌、晶体结构、电磁性质测试 |
2.4 基体相La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3 和La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 的电磁性 |
2.5 本章小结 |
3 A 位尺寸和A 位失配效应 |
3.1 样品的设计和制备 |
3.2 刚球模型 |
3.6 本章小结 |
4 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 与 La_(2/3+y)Ca_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 电磁性质比较研究 |
4.1 样品的制备和微结构分析 |
4.2 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 和La_(2/3+y)Ca_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 电输运比 |
4.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 和La_(2/3+y)Ca_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 磁性质比 |
4.4 Mn~(3+)与Cr~(3+)之间可能的双交换作用 |
4.5 本章小结 |
5 La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 与 La_(2/3+y)Sr_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 电磁性质比较研究 |
5.1 样品的制备及微结构分析 |
5.2 La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 和La_(2/3+y)Sr_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 零场电输运比 |
5.3 0.3T 和3T 磁场下La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 和 La_(2/3+y)Sr_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3电输运比较研究 |
5.4 La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cr_yO_3 和La_(2/3+y)Sr_(1/3-y)Mn_(1-y)Cr_yO_3 磁性质比较研 |
5.5 各种因素对样品电磁性能的影响 |
5.6 本章小结 |
6 La(2+4y)/3(Ca,Sr)(1-4y)/3Mn1-yCuyO3 与 La2/3(Ca,Sr)1/3Mn1-yCuyO3 电磁性质比较研究 |
6.1 样品的制备及微结构分析 |
6.2 La2/3Ca1/3Mn1-yCuyO3 和 La(2+4y)/3Ca(1-4y)/3Mn1-yCuyO3 的 电输运性质 |
6.3 La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-y)Cuy03 和La(2+4y)/3Ca(1-4y)/3Mn_(1-y)Cu_yO_3 的磁性 |
6.4 La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cu_yO_3 和La_((2+4y)/3)Sr_((1-4y)/3)Mn_(1-y)Cu_yO_3 的电输运性质 |
6.5 La_(2/3)Sr_(1/3)Mn_(1-y)Cu_yO_3 和La_((2+4y)/3)Sr_((1-4y)/3)Mn_(1-y)Cu_yO_3 的磁性质 |
6.6 各种因素对Cu 掺杂La_(2/3)(Ca,Sr)_(1/3)MnO_3 样品T_p 和T_c 的影响 |
6.7 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 本论文的主要结果 |
7.2 有待研究的问题 |
致谢 |
参考文献 |
附录 I 博士期间发表论文清单 |
(8)钙钛矿锰氧化物颗粒边界改性及磁电阻效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 磁电子学概述 |
1.2 钙钛矿锰氧化物的结构及其物理特征 |
1.3 钙钛矿锰氧化物中的本征磁电阻效应(CMR) |
1.4 非本征的低场磁电阻效应 |
1.5 本文的选题依据和研究意义 |
1.6 本章小结 |
2 样品的制备与工艺 |
2.1 样品设计思路 |
2.2 样品制备工艺 |
2.3 样品制备 |
2.4 样品微观形貌、晶体结构、磁和电输运性能测试 |
2.5 本章小结 |
3 顺磁物质的引入对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3电和磁输运的影响 |
3.1 烧结温度对LCMO/CuO 复合体系的影响 |
3.2 LCMO/CuO 复合体系的结构与电、磁输运行为 |
3.3 LCMO/CuO 复合体系与LCMO 的比较 |
3.4 LCMO/CuO 复合体系与La_(0.67)Ca_(0.33)Mn_(1-x)Cu_xO_3 的比较 |
3.5 LCMO/CuO 复合体系中超大低场磁电阻效应的可能起因 |
3.6 本章小结 |
4 顺磁物质引入的复合体系中不寻常的弛豫行为 |
4.1 LCMO/CuO复合体系中的磁滞和热滞效应 |
4.2 其它磁性材料中的磁滞效应 |
4.3 LCMO/CuO 复合体系中磁滞和热滞效应的物理图像 |
4.4 电阻率-磁场关系(ρ-H) |
4.5 磁化强度-磁场关系(M-H) |
4.6 电阻率随时间的弛豫行为 |
4.7 本章小结 |
5 其它边界材料引入对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3电和磁输运的影响 |
5.1 非磁性绝缘体Sb_2O_5 的引入对LCMO 电、磁输运的影响 |
5.2 反铁磁绝缘体CuMn_2O_4 的引入对LCMO 电、磁输运的影响 |
5.3 不同边界材料对LCMO 电、磁输运影响的比较 |
5.4 本章小结 |
6 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3颗粒复合体系的电和磁输运行为研究 |
6.1 LSMO/CuO 复合体系电、磁输运行为研究 |
6.2 LSMO/Sb_2O_5 复合体系电、磁输运行为研究 |
6.3 本章小结 |
7 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
附录I 博士期间发表文章清单 |
(9)第二相引入对庞磁电阻材料磁和电子输运性质的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 稀土锰氧化物的结构和磁电阻效应 |
1.2 多晶锰氧化物低场磁电阻的增强效应 |
1.3 铁磁金属颗粒系统中电输运和磁电阻理论 |
1.4 多铁体系中的磁电耦合效应 |
1.5 本文的选题依据和研究意义 |
1.6 本章小结 |
2 样品制备原理与工艺流程 |
2.1 磁控溅射法制备多层颗粒膜 |
2.2 溶胶-凝胶法制备纳米粉末 |
2.3 庞磁电阻颗粒复合系统的制备 |
2.4 样品晶体结构、微观形貌、电和磁输运性能测试 |
2.5 本章小结 |
3 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/(CUO 或Al_2O_3)多层颗粒膜的制备及电子输运行为 |
3.1 多层颗粒膜的制备及结构分析 |
3.2 工艺参数对La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 单层多晶薄膜电输运的影响 |
3.3 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 多层颗粒膜电输运与磁电阻效应 |
3.4 本章小结 |
4 MGO 为第二相的庞磁电阻复合系统 |
4.1 样品的制备及结构分析 |
4.2 LCMO/MGO 复合体系的磁行为 |
4.3 LCMO/MGO 复合体系的电输运性能 |
4.4 LCMO/MGO 复合体系的磁电阻 |
4.5 LSMO/MGO 复合体系的电输运和磁电阻 |
4.6 本章小结 |
5 以BATIO_3铁电材料为第二相的庞磁电阻颗粒复合系统 |
5.1 样品制备及结构 |
5.2 低温烧结的LCMO/BATiO_3复合体系 |
5.3 高温烧结的LCMO/BATiO_3复合体系 |
5.4 中温烧结的LCMO/BATiO_3复合体系 |
5.5 本章小结 |
6 其它氧化物作为第二相的庞磁电阻复合系统 |
6.1 La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/CeO_2复合体系中的电输运和磁电阻 |
6.2 La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrO 和La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/MGO 复合体系的比较 |
6.3 其它绝缘体氧化物作为第二相的LCMO 复合体系 |
6.4 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 本论文的主要结果 |
7.2 有待研究的问题 |
致谢 |
参考文献 |
附录I 博士期间发表文章清单 |
(10)锰氧化物中A位Ce掺杂的电、磁输运行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 稀土锰基氧化物材料的CMR 效应 |
1.1.1 稀土锰氧化物材料CMR 效应的发现与应用 |
1.1.2 稀土锰氧化物的晶体结构 |
1.1.3 稀土锰氧化物的电子特征 |
1.1.4 锰基氧化物的电、磁性质及相变 |
1.2 锰基氧化物的电、磁输运行为的物理机制研究 |
1.2.1 双交换作用 |
1.2.2 超交换作用 |
1.2.3 其他影响材料电、磁输运行为的物理机制 |
1.3 锰基氧化物的掺杂效应及Jahn-Teller 效应 |
1.3.1 A位掺杂 |
1.3.2 B位掺杂 |
1.3.3 Jahn-Teller 效应对锰基钙钛矿氧化物的影响 |
1.4 本论文的基本构思及主要研究内容 |
第二章 Mn基氧化物样品的制备工艺 |
2.1 固相反应法 |
2.2 溶胶-凝胶(sol-gel)法 |
2.2.1 溶胶-凝胶原理 |
2.2.2 溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备粉体工艺 |
2.3 烧结工艺及样品的物性表征 |
2.3.1 样品烧结成形处理 |
2.3.2 样品的结构表征 |
2.4 典型Mn 基氧化物的电、磁输运特性 |
2.4.1 L_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的电、磁输运行为 |
2.4.2 L_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的电、磁输运行为 |
2.5 本章小结 |
第三章 烧结工艺对L_(1-x)Ce_xMnO_3电输运行为的影响研究 |
3.1 L_(1-x)Ce_xMnO_3样品的制备 |
3.2 烧结时间对样品电输运行为的影响 |
3.3 烧结温度对样品电输运行为的影响 |
3.4 L_(1-x)Ce_xMnO_3 在高温区的电输运行为研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 掺杂浓度对L_(1-x)Ce_xMnO_3电磁输运行为的影响研究 |
4.1 L_(1-x)Ce_xMnO_3 电输运行为随掺杂浓度的影响 |
4.2 L_(1-x)Ce_xMnO_3 体系中关于Mn 和Ce 的价态及相关问题 |
4.3 Ce,Ca 对LaMnO_3 掺杂体系的磁输运行为的对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 Ce 在CaMnO_3和SrMnO_3中的掺杂研 |
5.1 Sr_(1-x)Ce_xMnO_3 的掺杂研究 |
5.2 Ca_(1-x)xCe_xMnO_3 的掺杂研究 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
附录 (攻读硕士学位期间发表论文) |
四、Transport Properties and CMR Effect in La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(论文参考文献)
- [1]掺杂稀土锰氧化物材料的制备及其电磁特性研究[D]. 何宁. 东北大学, 2012(07)
- [2]磁有序体系的类近藤输运及磁性纳米颗粒的表征和远程操控[D]. 贾蓉蓉. 上海大学, 2012(05)
- [3]La1/3Nd1/3Ba1/3MnO3的电阻率双峰和低温电阻率反常现象[J]. 吕庆,郑远平,向晖,李国庆. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2011(07)
- [4]多自旋Co离子诱导La2/3Ca1/3MnO3体系的反常输运行为研究[D]. 於乾英. 上海大学, 2008(02)
- [5]磁不均匀性对钙钛矿结构锰氧化物磁电阻特性的影响[D]. 张国庆. 武汉大学, 2007(03)
- [6]钙钛矿结构锰氧化物薄膜和异质结输运性质及其光诱导效应研究[D]. 盛志高. 中国科学院研究生院(固体物理研究所), 2007(03)
- [7]掺杂对庞磁电阻材料本征性质的影响[D]. 肖循. 华中科技大学, 2007(05)
- [8]钙钛矿锰氧化物颗粒边界改性及磁电阻效应研究[D]. 缪菊红. 华中科技大学, 2006(03)
- [9]第二相引入对庞磁电阻材料磁和电子输运性质的影响[D]. 任光明. 华中科技大学, 2006(03)
- [10]锰氧化物中A位Ce掺杂的电、磁输运行为研究[D]. 刘舸. 华中科技大学, 2006(03)