论文部分内容阅读
钙钛矿锰氧化物和钴氧化物因其各自独特的物理性质,以及在自旋电子学器件方巨大的应用前景,在钙钛矿材料被发现以来便一直是ABO3结构研究领域中存在的热点。在本论文中,我们对半掺杂钙钛矿锰氧化物La0.5Sr0.5MnO3/Dy0.5Sr0.5MnO3母相和钙钛矿钴氧化物LaC003母相作为研究对象,对其A位进行元素掺杂,通过调节掺杂量和元素变换,实现对材料的物性,主要是磁电性质方面的调控研究,深入探讨物性发生的变化原因和本质。具体内容如下:第一章,介绍了钙钛矿锰氧化物和钴氧化物的基本物理性质和相图,并对其中经典的掺杂钙钛矿材料进行了部分介绍,对其中一些基本概念进行了详细的解释,并介绍了目前两者研究中的具体现状。第二章,我们制备了 A位多元掺杂La0.3Ce0.2CaxSr0.5-xMnO3多晶块材样品,并研究了其随着掺杂量的变化的磁电性质。样品的磁性数据结果和电阻率数据结果表明,在铁磁转变居里温度Tc以下,样品的电阻率仍然增大并在低温段出现了最大值Tmax,对应于体系中三价离子Ce3+本身的磁有序形成温度。而随着掺杂量的增大,在x=0.15前,样品的电阻率最大值温度基本保持不变,在掺杂量大于0.15之后,Ce3+离子的磁有序形成温度逐渐降低,表明了体系中出现了 Ce离子的化合价变化。随着电子从Ce离子转移到Mn离子,样品的磁电性质也出现了对应的转变。综合以上现象,我们认为在掺杂量在一定程度时,样晶体系中的化学压力达到某些临界点处,Ce离子便会出现电子转移的现象,对以后理解Ce掺杂钙钛矿材料性能提供了新的解释方向。第三章,我们制备并研究了 A位掺杂无磁性稀土元素La的半掺杂钙钛矿锰氧化物Dy0.5-xLaxSr0.5MnO3 (0≤x≤0.4)多晶块材样品的结构和磁电性质。XRD数据表明在制备的多晶样品中,在掺杂量x=0.25前后,体系出现了结构转变,并且随之其磁性能测量结果和电阻率测量结果也发生了同样的变化。通过对比Y0.5-xLaxSr0.5MnO3的研究结果,发现在A位掺杂钙钛矿锰氧化物中,不仅由于改变了 A位平均离子半径和无序度的原因,具体掺杂的元素对样品也具有很大的影响。第四章,我们对钙钛矿钴氧化物母相LaCO03的A位进行了离子半径较小的Ca元素的掺杂,并研究了其物理性质。通过磁测量结果数据,我们在Ca掺杂的钴氧化物中发现了与较大离子掺杂的Sr/Ba钴氧化物不同的转变现象。在LaCaCoO3中,样品出现了类格林菲斯相,体系中三价钴离子Co3+和四价钴离子Co4+均处于中自旋态。并且在磁化率曲线中我们观测到了两个铁磁转变温度。较高的铁磁转变温度被归结于Co3+和Co4+之间的双交换作用,而低温处的转变温度归结于Co3+离子间的超交换作用。而格林菲斯相的发现,证明了 Ca掺杂钴氧化物中,在高温顺磁区域中出现了短程铁磁团簇,与Sr/Ba掺杂的钙钛矿钴氧化物的反铁磁相互作用相反。第五章,在本章中,主要延续四章内容,在磁阻方面对La1-xCaxCoO3(LCCO)多晶块材样品进行了测量并讨论。随着掺杂量的增大,La1-xCaxCoO3多晶块材样品出现了磁阻效应,这种磁阻效应不同于Sr/Ba掺杂的钙钛矿钴氧化物体系中负的磁阻出现,在LCCO体系中,出现了正磁阻效应,即MR值向上翻转。而在最近的关于正磁阻效应的解释中,出现了两种模型,一种量子物理模型,另一种而是经典物理模型,对于在Ca掺杂的多晶块材LCCO体系中出现的正磁阻效应的具体研究,还需要进一步的实验进行辅助验证.