电子型掺杂钙钛矿锰氧化物电磁输运及其内耗的研究

论文摘要

具有钙钛矿结构的锰氧化合物所表现出来的巨磁电阻效应（CMR）在基础研究和信息存储,读写等实际应用方面的重要性,使得对该领域的研究成为当今凝聚态物理学和材料物理学中最前沿的领域之一。由于的潜在的巨磁阻效应（CMR）现象,过去大量的工作专注于空穴型掺杂钙钛矿结构的锰氧化物。一些研究揭露电子型掺杂锰氧化物反常的磁特性,吸引了对这种化合物的注意。因此本文就是选择电子型掺杂作为基本出发点,研究它们的基本物理性质及其内耗。主要内容如下: 第一章介绍了有关巨磁阻效应的历史进展过程及研究概况。对具有超大巨磁阻效应的钙钛矿结构的锰氧化物的晶体结构,电磁性质,巨磁阻效应可能的物理机制,及一些相关的物理现象也进行了扼要的介绍。 第二章我们研究了La0.85Te0.（?）5MnO3的电磁输运行为和MR效应及其内耗。其磁化强度随温度的变化曲线经历了一个从顺磁到铁磁的转变,其电阻率随温度变化曲线出现了两个转变峰,其中高温峰在居里温度TC对应于顺磁到铁磁的磁转变。在金属到绝缘转变区域出现了内耗峰,并且模量也出现了变化。 第三章我们系统研究了电子型掺杂Ca1-xYxMnO3（0<X≤0.3）体系的电磁输运性质和内耗。结果表明,在低掺杂,随着Y3+替代Ca3+,Ca1-xYxMnO3的铁磁成分增加,而电阻率下降;随着Y元素的含量增加,铁磁与反铁磁的竞争变强,导致了出现电子性掺杂锰氧化物特殊的磁特性。通过声频内耗仪研究了Ca1-xYxMnO3（x=0.1,0.2,0.25,0.3）的合作Jahn-Teller效应。当T<Tmin时,相对模量ΔEn随着Y掺杂量的变化而变化,反映了合作Jahn-Teller晶格畸变的大小随着Y掺杂量的变化而变化,当x=0.25时,相对模量ΔEn最大,合作Jahn-Teller晶格畸变也最大。 第四章我们研究了电流对电荷有序态Ca0.5Y0.5MnO3的影响。结果表明,由于电流作用,破坏了电荷有序态,使得电阻率下降。由于电流效应在Ca0.5Y0.5MnO3的电荷有序区域影响了模量的变化,在铁磁和反铁磁区改变了内耗峰的高低,峰位的移动,所以电流效应也影响着铁磁和反铁磁态。

论文目录

• 第一章 钙钛矿锰氧化物材料的研究状况与进展
• 1.1 引言
• 1.2 钙钛矿锰氧化物材料磁电阻效应的研究进展
• 1.2.1 正常的磁致电阻效应
• 1.2.2 磁性多层膜和颗粒膜中的巨磁电阻效应
• 1.2.3 锰氧化物中的巨磁电阻效应
• 1.3 锰氧化物的晶体结构和电子结构
• 1.3.1 晶体结构
• f与A为离子半径失配度'>1.3.2 容忍因子t_f与A为离子半径失配度
• 1.3.3 磁结构
• 1.3.4 电子结构
• 1.3.5 导电特性
• 1.4 锰氧化物巨磁电阻效应机制的研究
• 1.4.1 双交换模型
• 1.4.2 超交换作用
• 1.4.3 极化子理论
• 1.4.4 Jahn-Teller畸变
• 1.5 CMR材料中的几种其他物理现象
• 1.5.1 电荷有序
• 1.5.2 轨道有序
• 1.5.3 磁有序结构
• 1.5.4 自旋玻璃态
• 1.5.5 相分离
• 1.6 本章小节
• 参考文献
• 0.85Te_0.15MnO₃的物理性质及其内耗的研究'>第二章 La_0.85Te_0.15MnO₃的物理性质及其内耗的研究
• 2.1 引言
• 2.2 样品的制备与表征
• 0.85Te_0.15MnO₃样品的制备'>2.2.1 La_0.85Te_0.15MnO₃样品的制备
• 2.2.2 样品的结构表征
• 2.3 样品的主要物性
• 0.85Te_0.15MnO₃磁输运特性'>2.3.1 La_0.85Te_0.15MnO₃磁输运特性
• 0.85Te_0.15MnO₃电输运特性'>2.3.2 La_0.85Te_0.15MnO₃电输运特性
• 0.85Te_0.15MnO₃的CMR效应'>2.3.3 La_0.85Te_0.15MnO₃的CMR效应
• 2.4 内耗的研究
• 2.4.1 内耗的测量原理
• 2.4.2 实验原理
• 2.4.3 内耗测量是测量材料或试样的五种内耗谱
• 2.4.4 内耗的测量方法
• 0.85Te_0.15MnO₃内耗的研究'>2.4.5 La_0.85Te_0.15MnO₃内耗的研究
• 2.5 本章小结
• 参考文献
• 1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）体系的电磁输运性质和合作Jahn-Teller效应的研究'>第三章 Ca_1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）体系的电磁输运性质和合作Jahn-Teller效应的研究
• 3.1 引言
• 3.2 样品的制备和结构表征
• 1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）系列样品的制备'>3.2.1 Ca_1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）系列样品的制备
• 1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）系列样品的结构表征'>3.2.2 Ca_1-xY_xMnO₃（0.05≤X≤0.3）系列样品的结构表征
• 3.3 样品的主要物理性质
• 1-xY_xMnO₃电磁输运性质'>3.3.1 样品Ca_1-xY_xMnO₃电磁输运性质
• 1-xY_xMnO₃自旋玻璃态特性'>3.3.2 样品Ca_1-xY_xMnO₃自旋玻璃态特性
• 1-xY_xMnO₃的内耗和合作Jahn-Teller效应'>3.4 Ca_1-xY_xMnO₃的内耗和合作Jahn-Teller效应
• 1-xY_xMnO₃的内耗与模量的温度谱'>3.4.1 Ca_1-xY_xMnO₃的内耗与模量的温度谱
• 1-xY_xMnO₃的模量与磁化强度的关系'>3.4.2 Ca_1-xY_xMnO₃的模量与磁化强度的关系
• 1-xY_xMnO₃的内耗和合作Jahn-Teller效应'>3.4.3 Ca_1-xY_xMnO₃的内耗和合作Jahn-Teller效应
• 0.75Y_0.25MnO₃，Ca_0.7Y_0.3MnO₃的电流效应'>3.4.4 Ca_0.75Y_0.25MnO₃，Ca_0.7Y_0.3MnO₃的电流效应
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 0.5Y_0.5MnO₃的电流诱导效应'>第四章 电荷有序态Ca_0.5Y_0.5MnO₃的电流诱导效应
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小节
• 参考文献
• 第五章 总结
• 附录: 攻读硕士期间发表的论文