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掺杂稀土锰氧化物的结构和外场诱导输运特性研究

2020-11-21阅读(278)

掺杂稀土锰氧化物的结构和外场诱导输运特性研究

论文摘要

本文从材料制备工艺、结构分析、外场诱导等方面对钙钛矿结构锰氧化合物特大磁电阻材料进行了多方的实验研究和初步的理论分析,取得了以下研究成果: 采用无机途径的溶胶-凝胶法和脉冲激光沉积法制备了具有CMR效应的钙钛矿结构的La1-xCaxMnO3（x=0.2,0.3和0.5）和La1-xBaxMnO3（x=0.25,0.5）系列块材和薄膜。对于薄膜的XRD、SET和AFM分析测试,肯定了制备的薄膜是单晶外延生长的,具有平整的表面。在溶胶-凝胶法制备的La0.7Ca0.3MnO3薄膜的电阻-温度曲线中,出现了两个转变点,这是双交换作用和晶格畸变产生的小极化子相互竞争的结果;进行了电阻-温度特性以及外场作用下材料电阻特性变化的实验,从实验结果中发现,磁场和光照对薄膜电阻的改变存在不同的输运机制,认为这主要是与Mn3+离子的eg电子的运动和自旋排列有关;采用了金属电导行为和小极化子模型进行低温和高温段电阻-温度特性的曲线拟合,低温具有明显的金属行为,而在高温230K以下,开始偏离小极化子模型。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章：引言
  • 第二章：钙态矿锰氧化物材料的结构、性质和物理机制
  • §2.1 钙态矿锰氧化物的结构
  • §2.1.1 晶体结构
  • §2.1.2 电子态和电子结构
  • §2.1.3 磁结构
  • §2.2 钙态矿锰氧化物的磁电阻效应
  • §2.2.1 正常磁电阻效应（OMR）
  • §2.2.2 钙钛矿锰氧化物中的特大磁电阻效应（CMR）
  • §2.2.3 多层膜和颗粒膜中的巨磁电阻效应（GMR）
  • §2.3 锰氧化合物CMR效应物理机制的研究
  • §2.3.1 双交换作用（Double Exchange Interaction）
  • §2.3.2 极化子理论（Polaron Theory）
  • §2.3.3 杨-泰勒畸变（Jahn-Teller Distortion）
  • §2.4 影响CMR效应的几个因素
  • §2.4.1 制备工艺对薄膜材料的CMR的影响
  • §2.4.2 稀土和碱土离子半径对CMR的影响
  • §2.4.3 外加等静压对CMR特性的影响
  • §2.5 钙钛矿锰氧化物的光电诱导效应
  • 本章小结
  • 第三章 LCMO和LBMO系列块体、薄膜的制备及结构分析
  • §3.1 钙钛矿CMR块体的制备方法
  • §3.1.1 固相反应法
  • §3.1.2 悬浮区熔法（float-zone method）
  • §3.1.3 溶胶-凝胶法（sol-gel）
  • §3.2 溶胶-凝胶法制备钙钛矿CMR块材
  • §3.2.1 溶胶
  • §3.2.2 凝胶
  • §3.2.3 溶胶、凝胶的制备方法
  • §3.2.4 工艺条件的控制对溶胶、凝胶的影响
  • §3.2.5 钙钛矿锰氧化物成分的选择
  • §3.2.6 块体的具体制备过程
  • §3.3 钙钛矿CMR薄膜材料的制备
  • §3.3.1 脉冲激光沉积法（PLD）
  • §3.3.2 磁控溅射法
  • §3.3.2 溶胶-凝胶薄膜制备法
  • §3.3.4 CMR薄膜溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备的实验研究
  • §3.3.5 CMR薄膜脉冲激光沉积法（PLD）制备的实验研究
  • 1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列块状晶体和薄膜的结构分析'>§3.4 La1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列块状晶体和薄膜的结构分析
  • 1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列晶体粉体X射线分析'>§3.4.1 La1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列晶体粉体X射线分析
  • §3.4.1.1 实验所制样品物相分析
  • 1-xCaxMnO3（x=0.2,0.3和0.5）和La1-xBaxMnO3（x=0.25和0.5）系列薄膜特性参数'>§3.4.2 La1-xCaxMnO3（x=0.2,0.3和0.5）和La1-xBaxMnO3（x=0.25和0.5）系列薄膜特性参数
  • §3.4.2.1 薄膜的X射线衍射分析
  • §3.4.2.2 薄膜的成份和组分分析
  • §3.4.2.3 薄膜质量的精确分析
  • 本章小结
  • 1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列薄膜的外场诱导特性研究'>第四章 La1-xCaxMnO3和La1-xBaxMnO3系列薄膜的外场诱导特性研究
  • §4.1 薄膜电极和引线设计
  • §4.2 低温控温系统
  • §4.3 薄膜的电阻-温度特性
  • §4.3.1 A位离子半径对材料电阻率的影响
  • 0.8Ca0.2MnO3薄膜电阻-温度的数学拟合'>§4.3.2 La0.8Ca0.2MnO3薄膜电阻-温度的数学拟合
  • 0.7Ca0.3MnO3薄膜的伏安特性'>§4.4 La0.7Ca0.3MnO3薄膜的伏安特性
  • §4.5 LCMO系列薄膜磁电阻效应研究
  • §4.6 稳衡电流对薄膜电阻的影响
  • §4.7 连续激光作用对薄膜物理性能的影响
  • §4.8 磁场、电场和光场作用对CMR薄膜无理性能影响的机制研究
  • 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  • 参考文献
  • 论文期间发表的文章
  • 致谢

    • 相关论文文献

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