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本论文采用溶胶-凝胶法首先制备了La2/3Ca1/3MnO3和La0.7Sr0.3mnO3锰氧化物基体材料,然后采用特殊的化学制备方法制备了Zn0.95C0.05Co0.05O和ZnO包覆La2/3Ca1/3MnO3以及Zn0.95C0.05Co0.05O包覆La0.7Sr0.3MnO3的颗粒复合体系,经过一系列后续处理过程得到不同复合样品。用X射线衍射方法表征了样品结构,用扫描电子显微镜观察了样品形貌,用振动样品磁强计测量磁性,用标准的四引线法测量了样品的电阻及磁电阻。论文主要包括以下几个方面:
1、总结了磁电阻效应并回顾了磁电阻材料的研究情况,介绍了改善低场磁电阻效应方面所取得的进展,并提出本论文所研究的内容
2、介绍了样品制备的一般工艺和包覆体系样品所采用的化学制备方法以及实验测量所采用的测试系统。
3、研究了溶胶凝胶法制备的Zn0.95C0.05Co0.05O包覆La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系。在(1-x)La2/3Ca1/3MnO3/xZn0.95Co0.05O(x=0.0,0.05,0.1,0.15 mol)复合样品中,X射线衍射和EDX能谱表明La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)和Zn0.95C0.05O(ZCO)之间没有明显的反应。有趣的是在外加磁场B=2.0T下,x=0.0,0.05,0.10和0.15样品在居里温度附近的最大磁电阻值分别为24%,42.5%,49%,48%。相比x=0.0样品,x=0.05,0.10和0.15样品在居里温度附近磁电阻值均有了提高。理论分析表明磁电阻的改变来源于LCMO和ZCO颗粒相互作用导致的LCMO颗粒边界处的自旋无序以及LCMO颗粒之间的边界处磁性势垒高度所决定的磁场灵敏度。
4、分析了溶胶凝胶法制备的ZnO包覆La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系的电性、磁性和磁输运性质,并与Zn0.95Co0.05O包覆La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系的电和磁输运性质进行对比,发现颗粒边界材料对复合样品电磁输运性质有重要影响。
5、选取了居里温度较高的La0.7Sr0.3MnO3作为基体,与Zn0.95Co0.05O进行包覆, 研究了溶胶凝胶法制备的Zn0.95Co0.05O包覆La0.7Sr0.3MnO3颗粒体系的结构、电磁输运性质。X剩线测量表明,La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)和Zn0.95Co0.05O之间没有明显的反应,具有各自的相;随着Zn0.95Co0.05O含量的增加,复合材料的磁化强度逐渐减弱。相比x=0.0样品,其它复合样品(x=0.1,0.2,0.3,0.4)的磁电阻有了明显增强。同时,弱磁性的Zn0.95Co0.05O包覆在颗粒表面或界面,增强了颗粒晶界处的自旋无序;施加磁场后,自旋无序受到抑制,导致了低场磁电阻的增强。