SmFeO_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3超晶格中应力效应与磁性质

本文采用脉冲激光沉积(PLD)方法,在NdGaO3(110)衬底上制备出了由钙钛矿锰氧化物材料La0.7Sr0.3MnO3和正铁氧体材料SmFeO3构成的高质量外延超晶格.在这一超晶格体系中,固定层数不变,当La0.7Sr0.3MnO3层厚度大于SmFeO3层的厚度时,超晶格的晶格逐渐发生弛豫,反之,则与衬底很好地共格.此外,伴随着这种应变状态的改变,超晶格的磁转变温度TC逐步增加,易磁化轴发生转变.我们认为这种应力状态以及磁性质的改变来源于强正交性的SmFeO3与菱形La0.7Sr0.3MnO3中氧八面体的界面耦合.     

添加Ag的Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜研究

本文研究了Ag的添加对超大磁阻材料Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜磁电特性的影响。通过对相同条件下制备的Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜和添加Ag的Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜的测量，着重比较了电阻温度系数（TCR）和磁电阻（MR）的变化。所制备的添加Ag的Nd0.7Sr0.3MnO3薄膜经过高温退火处理后，在1Tesla下得到较高的磁电阻MR值，其电阻温度系数TCR也大为增加。     

稀土掺杂(Sm、Gd、Dy)对La0.7Sr0.3MnO3室温磁电阻效应的增强

用固相反应法制备了La0.7-xSmxSr0.3MnO3,La0.7-xGdxSr0.3MnO3和La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.00,0.10,0.20,0.30)系列样品.通过M～T曲线,ρ～T曲线,研究了用稀土离子替代La对La0.7Sr0.3MnO3居里温度Tc和磁电阻的影响.结果表明:稀土离子掺杂是改变钙钛矿锰氧化物居里温度和增强MR的有效途径;适量掺杂可以在室温附近产生大的磁电阻.     

La0.7Sr0.3MnO3外延膜缺陷性质的慢正电子束研究

用单能慢正电子束,测量了不同氧分压下生长的La0.7Sr0.3MnO3外延膜的S参数与入射正电子能量E的关系.结果发现La0.7Sr0.3MnO3外延膜中S参数与氧分压是非单调变化的;这与沉积氧分压的两种作用相关联的.在氧分压较高的LSMO薄膜中, 空位浓度的增加主要是由沉积原子(离子)与氧原子碰撞几率增大,使其缺乏足够的动能去填补空位引起的;在低氧分压的LSMO薄膜中, 空位浓度的增大则主要是提供成膜所需要的氧原子缺乏,从而导致氧空位及其相关缺陷增加.     

La0.9Sr0.1MnO3薄膜中电流效应研究

用直流磁控溅射法在(100)LaAlO3衬底上制备了La0.9Sr0.1MnO3薄膜.经退火处理后薄膜的原子力显微镜形貌观测和X射线衍射分析显示具有比较好的质量.电阻率-温度关系表明La0.9Sr0.1MnO3薄膜在281 K处发生金属绝缘体转变.电流在0.01-4 mA范围内,薄膜的峰值电阻率随电流增大而减小,在4 mA下获得了30.5%的峰值电阻率变化率,并从相分离图像给出了简单解释.     

不同生长方向的La0.7Sr0.3MnO3薄膜结构及性能研究

利用磁控溅射方法,在(100),(110)和(111)LaAlO3(LAO)衬底上制备得到了不同生长方向的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)薄膜并对其结构及磁电学性能进行了系统研究.结果表明:LSMO薄膜完全按LAO衬底取向生长;(111)生长方向的薄膜由于晶格畸变程度最小,磁畴方向能较好的保持一致性,从而具有最大的磁饱和强度值;高的磁有序度减弱了巡游电子eg的自旋无序相关散射,有效降低了电阻.但外加磁场后电阻变化不明显,最大磁电阻值只有5.1%.     

Ag掺杂对La0.7Ca0.2Sr0.1MnO3室温磁电阻效应的增强

本文采用固相反应法制备了一系列La07Ca0.2Sr0.1MnO3/Ag复合物样品,分别测量了样品的XRD图、电阻-温度曲线、磁化强度-温度曲线及磁电阻随温度、磁场的变化关系.实验结果表明,金属Ag颗粒均匀地填隙在La0.7Ca0.2Sr01MnO3晶界处,没有与母体La0.7Ca02Sr0.1MnO3发生反应.该系列样品的金属-绝缘体转变温度Tp及居里温度Tc与LCSMO的Tp及Tp保持一致,没有受到Ag填隙原子的影响.值得注意的是室温下的磁电阻效应显著增强,当Ag掺杂量为25%时,磁电阻效应分别达到23%(316 K,0.3 T)和40%(303 K,2.5 T).这是因为填隙在La07Ca0.2Sr01MnO3晶界上的Ag有效地改善了晶粒边界,使得磁电阻效应增强.     

La0.7-xGdxSr0.3MnO3体系中的相分离

采用固相反应法制备了样品La0.7-xGdxSr0.3MnO3(x=0.00,0.20,0.30,0.40,0.50).通过测量样品的M～T曲线,ESR曲线,研究了La0.7-xGdxSrO0.3MnO3,体系中的相分离现象及相分离与CMR之间关系.结果表明:当x=0.30,0.40时,在PM-FM相变区产生相分离,并且磁电阻MR得到增强.研究结果表明:La0.7-xGdx Sr0.3MnO3中的相分离与Gd在A位的占位情况紧密相关,磁电阻MR的增强是在外磁场作用下,铁磁区扩大顺磁区减小引起的.     

成分调制的La1-xSrx MnO3复合隧道结

利用磁控溅射和Sr成分的调制以及原位热处理方法,在10mm×10mm大小的(001)取向SrTiO3单晶衬底上制备出三明治结构为La0.7Sr0.3MnO3(100nm)/La0.96Sr0.04MnO3(5nm)/La0.7Sr0.3MnO3(100nm)的隧道结外延薄膜,然后再次利用磁控溅射方法,在三层单晶膜上方继续沉积Ir22Mn78(15nm)/Ni79Fe21(5nm)/Pt(20nm)等金属三层膜.最后利用深紫外曝光和Ar离子束刻蚀等微加工技术,制备出长短轴分别为12和6μm或者8和4μm大小的椭圆形La1-xSrxMnO3成分调制的复合磁性隧道结.在4.2K和外加磁场8 T的测试下,La1-xSrxMnO3成分调制的复合磁性隧道结其隧穿磁电阻(TMR)比值达到3270%,直接从实验上证实了铁磁性La07Sr0.3MnO3金属氧化物的自旋极化率(97%)可接近100%,具有很好的半金属性质.     

共格外延的La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3薄膜的应变弛豫

厚度为7～100nm La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)薄膜是由脉冲激光法生长在(001)(LaAlO3)0.3(Sr2AlTaO6)0.7(LSAT)衬底上.薄膜的结构演变是由高分辨X-射线ω-摇摆曲线及倒易空间(103)反射来表征.我们的结果表明所有的LSMO薄膜是共格生长在LSAT(001)上.对厚度大于(或等于)22nm的LSMO薄膜既显示可调制的单斜(MA)结构,也包含切应变弛豫诱导的有序畴结构和平面内超格子.薄膜的厚度依赖的结构畴宽,以及切应变对薄膜居里温度Tc的影响被仔细研究.作为对比,晶格失配对LSMO薄膜中周期畴形成的影响也被讨论.     

(La0.7Sr0.3MnO3 )m(BiFeO3)n 超晶格结构的导电机理

利用射频磁控溅射的方法在SrTiO₃(001) 基片上制备了(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构.对所制备的超晶格结构进行了50—150℃温度范围内的电流-电压测试分析.结果表明,随着BiFeO₃薄膜的厚度减小,温度的升高,(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的电流变大.进一步根据介质导电模型对(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的导电特性做了分析.在温度较低或者电场较弱时,所制备的(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构表现为欧姆导电,而在高温,高电场的情况下,其导电行为由空间电荷限制电流机理主导. 关键词： 超晶格薄膜 多铁 空间电荷限制电流     

Magnetooptical faraday effect in La0.7Sr0.3MnO3−δ films

The Faraday effect spectra were measured in La_0.7Sr_0.3MnO_3−δ films. A band attributed to d-d transitions ⁴ A _2g -⁴ T _2g in Mn⁴⁺ ions or octahedral complexes (MnO₆)⁸⁻ was observed in the spectral region of ∼2.7 eV. The position and value of the maximum of the Faraday rotation band and the figure of merit were found to depend on the degree of charge and magnetic uniformity of the films. The films can be used to develop mag-netooptical modulators.     

Magneto-transport properties of La0.7Ca0.3MnO3/SrTiO3/La0.7Ce0.3MnO3 tunnel junction

Hole-doped rare-earth manganite La_0.7Ca_0.3MnO₃ and the electron-doped manganite La_0.7Ce_0.3MnO₃ both show a metal-insulator transition around 250 K associated with a ferromagnetic transition and colossal magnetoresistance. In an earlier publication we have reported the rectifying characteristic of La_0.7Ca_0.3MnO₃/SrTiO₃/La_0.7Ce_0.3MnO₃ tunnel junction at room temperature, showing that it is possible to fabricate a diode out of the polaronic insulator regime of doped manganites. Here we report the magneto-transport properties of such a tunnel junction above and below the metal-insulator transition. We show, from the large positive magnetoresistance of the tunnel junction at low temperature, that La_0.7Ce_0.3MnO₃ could be a minority spin carrier ferromagnet. The implication of this observation is discussed.     

Magnetic and magnetooptical properties of polycrystalline films of La0.7Sr0.3MnO3

Magnetic circular dichroism (MCD) is studied in comparison with the magnetic behavior of polycrystalline films of La_0.7Sr_0.3MnO₃ (LSMO) deposited on a single crystal of zirconium oxide stabilized by yttrium (YSZ). It is found that the bands observed in MCD spectra are characterized by different temperature dependences.     

利用TG-FTIR联用仪研究纳米晶La_(0·7)Sr_(0·3)MnO_3的凝胶晶化过程

采用TG-FTIR联用仪对用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备的纳米晶La0.7Sr0.3MnO3(L7S3)的凝胶晶化过程进行了研究,结果表明,复合干凝胶分解生成纳米晶粉是通过逐步分解分阶段形成的。     

纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3-δ的输运性质和磁电阻效应研究

利用溶胶-凝胶法制备了纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3-δ(LSM)块体样品.详细研究了在不同烧结温度下的ISM样品电阻率随测量温度的变化关系和磁电阻效应.随着测量温度从室温降低,电阻率ρ都在250K附近存在最大值,低于该温度后,样品表现为金属导电特性,随后在50K左右存在一极小值.即随着温度从50K左右降低到4.2K,ρ反而逐渐升高,表现为绝缘体性的导电特性.研究表明,在低温下(＜50K),ρ随温度降低而升高的现象与隧穿效应的理论模型(lnρT1/1符合得很好,表明这种现象是由于传导电子在通过邻近LSM晶粒间表面/界面层时的隧道效应所致.而在50-250K的温度范围内,其电阻率与T2成正比,表现为LSM本征的金属导电特性.因此这种低温下电阻率的极小值现象来源于隧穿效应和LSM晶粒本征的金属导电特性的相互竞争.本文还详细研究了相应的隧道磁电阻效应.     

Finite size effect and phase diagram of ultra-thin La0.7Sr0.3MnO3

La_0.7Sr_0.3MnO₃ (LSMO) ultra-thin films have been grown by pulsed laser deposition in conditions optimized for cation stoichiometry and bulk-like physical properties in the thick limit. Through electrical transport and magnetic measurements, a phase diagram is constructed as a function of film thickness. With decreasing thickness, the LSMO films cross over at high temperatures from a paramagnetic metal to a paramagnetic insulator, and at low temperatures from a ferromagnetic metal to a ferromagnetic insulator, in close similarity to that observed for varying the electronic bandwidth in bulk manganites.     

In-plane structural order of domain engineered La0.7Sr0.3MnO3 thin films

We present a detailed structural study of tensile-strained La_0.7Sr_0.3MnO₃ thin films. We use the substrate miscut to control the number of rhombohedral variants in the films and study the in-plane order and structural distortions. Using high-resolution X-ray diffraction, we demonstrate that step-edge induced lattice modulations occur in 4-variant films, whereas periodic twinning is the dominant in-plane order for 2-variant films. We show that the in-plane twinning angle is almost completely relaxed. However, the relaxation of shear strain by the out-of-plane twinning angle and the monoclinic distortion is only partial. Furthermore, the film thickness dependence of the domain width reveals that domain formation is a universal mechanism for shear strain relaxation. Finally, we show that the structural response to the transition from the paramagnetic to the ferromagnetic phase of La_0.7Sr_0.3MnO₃ at 345?K is smaller in 4-variant films compared to 2-variant films.