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具有庞磁电阻效应的稀土掺杂锰氧化物是凝聚态物理研究的重要领域。锰氧化物的载流子自旋极化率高,且在居里温度附近表现出很大的磁电阻效应,因此在自旋电子学中有潜在的应用前景。另一方面,锰氧化物是典型的强关联电子体系,其中电子的自旋、电荷、轨道自由度相互耦合。锰氧化物的研究将推动凝聚态物理的进一步发展,并为其它尚待解决的问题如高温超导机制等提供借鉴和解决方法。
本文研究了钙钛矿锰氧化物中A位空位对锰氧化物的结构和输运性质的影响。利用标准的固相反应法制备了A位引入空位的La<,0.67>Sr<,0.33-x>□<,x>MnO<,3>(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.33),所有样品的X射线衍射结果用Rietveld全谱拟合的方法来分析。结果表明样品均为单相,在x=0到x=0.33空位浓度范围内结构没有发生转变,仍具有六方对称性,其空间群为R3 c。晶体结构参数和晶胞体积随空位浓度x发生了明显变化,我们认为这是由于空位在A位和Mn位不确定的占有比例所致。Mn-O-Mn键角随x增加而减小,表明MnO<,6>八面体发生了Jahn-Teller畸变,而反映A位离子无序度的σ<2>随x增加呈现出线性增大趋势。空穴掺杂锰氧化物样品的这些不寻常物理现象充分显示:晶体结构和畸变直接影响锰氧八面体的键长和键角,该体系的结构特征分析对探讨其电磁输运性质至关重要。对LaL<,0.67>Sr<,0.33-x>□<,x>MnO<,3>体系的电输运特性的分析表明:在x<0.25的范围内,样品随着温度的升高存在金属-绝缘体转变,外加磁场降了样品的电阻率,同时使居里温度向高温区偏移,而在0.25≤x≤0.33的范围内,样品均表现为绝缘体特性。外加磁场使得样品的电阻率降低。