内耗测量在钙钛矿结构Mn基氧化物研究中的应用

运用内耗测量技术系统地研究了空穴型和电子型掺杂锰氧化物的相分离行为。对于La0．67，Ca0．33MnO3样品，在铁磁金属区，内耗温度曲线Q^-1（T）上观察到与电子相分离有关的内耗峰。此外，我们在顺磁区观察到与磁团簇形成有关的内耗峰。磁测量的结果也证明了在顺磁区Griffiths相的存在。采用内耗、电阻和杨氏模量原位测量的方法研究了La5／8-yPryCa3／8MnO3（y=0．35）中电流对电荷有序相的影响。较大的电流破坏了电荷有序态，导致电阻率降低，同时杨氏模量也有相应的变化。通过分析表明，在La5／8-yPryCa3／8MnO3（y=0．35）中存在相分离行为，即电荷有序相和铁磁金属相共存。对于电子型掺杂的Sr0．8Ce0．2MnO3和Bi0.4Ca0．5MnO3样品，通过内耗实验同样给出了相分离的证据。在外加磁场下的内耗实验表明，Sr0．8Ce0．2MnO3顺磁区的内耗峰起源于非关联的磁团簇的形成。对于电荷有序体系Bi0.4Ca0．5MnO3由于电荷有序和电荷无序畴壁运动而导致的内耗峰被观测到。研究表明，对于空穴型和电子型掺杂锰氧化物，实验中观察到的相分离行为可能是由于MnO3八面体的Jahn-Teller畸变所导致。实验结果显示了内耗测量技术对研究强关联电子体系Mn基氧化物相分离行为是十分有效的工具。     

La1-xAgxMnO3和La1-xNaxMnO3的对比研究

本文研究了La1-xNaxMnO3和La1-xAgxMnO3结构、磁性、电输运等.特别是研究了La0.8Na0.2MnO3的内耗特性.XRD研究发现La1-xNaxMnO3和La1-xAgxMnO3的结构均为R3C,但是不同的是对于La1-xAgxMnO3,当x>0.25时有Ag单质吸出.从磁化强度随温度的变化看出所有的样品都在室温或室温以上有顺磁到铁磁的转变,而且随着掺杂量的增加,居里温度也在增加.电输运研究发现对于La1-xNaxMnO3,x=0.15的电阻率最小,随掺杂量增大电阻率增大;x≥0.15的样品中存在电阻双峰.而对于La1-xAgxMnO3电阻率随掺杂量增加而减小;x<0.2的样品中存在电阻双峰.在La0.8Na0.2MnO3的内耗测量中发现了具有相变峰特征的内耗双峰.我们认为这种电阻双峰和内耗双峰来源于样品中存在A位空位,导致了样品中存在电子相和磁相的不均匀,即相分离.就是在样品存在着铁磁相和反铁磁相共存.     

(La1-xCex)2/3Ca1/3MnO3体系的输运性质和反常磁特性研究

本文报告了对Ce掺杂锰氧化物(La1-xCex)2/3Ca1/3MnO3 (x=0～1.0)系列样品的输运特性和反常磁特性的研究结果.实验表明,Ce掺杂对Tc有明显的抑制作用,整体上电阻率随Ce掺杂含量增加而上升,在外加磁场时表现出极大的磁电阻效应.磁化强度随温度变化的曲线出现了两个转变,高温处对应于Mn离子磁矩的铁磁金属转变,低温处的转变则对应于Ce离子磁矩自旋有序排列的形成.表明Ce掺杂引起样品中铁磁双交换作用和反铁磁超交换作用之间的竞争,Ce离子与Mn离子有很强的相互作用.随Ce掺杂含量的增加,铁磁有序转变温度下降,而反铁磁有序转变温度则向高温处移动,铁磁区域明显减小.     

Mn位W掺杂对La0.3Ca0.7MnO3体系磁结构的影响

通过对La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3(x=0.00,0.04,0.08,0.12,0.15)多晶样品M-T曲线、M-H曲线及ESR谱的测量,研究了Mn位W掺杂对电荷有序体系La0.3Ca0.7MnO3磁结构的影响.结果表明,当掺杂量为0.00≤x≤0.08时,体系存在电荷有序(CO)相,AFM/CO态共存于相变温度以下,电荷有序温度TCO随着W掺杂量的增加而增加;x=0.04时,样品在低温下为FM相与AFM/CO相共存,在CO相建立前、后均有FM从PM中分离出来;当x≥0.12时,CO态融化,在极低温度下存在顺磁-铁磁(PM-FM)相变.     

La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜的应变效应

采用脉冲激光沉积法分别在(100)LaAlO3和(100)SrTiO3基片上生长了La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3 薄膜,并通过磁测量和电输运测量对生长在不同基片上的La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜的物性进行了研究.结果表明,基片和薄膜之间的压应力导致La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜容易出现铁磁相,而电荷有序相则被抑制.基片和薄膜之间的张应力则导致La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜容易出现电荷有序相,铁磁相被抑制.导致该现象的可能原因之一是应力使得晶格中Mn-O键角发生改变而引起双交换作用的改变.     

Mn位W掺杂对La0.3Ca0.7MnO3电荷有序相的破坏及磁性质影响

采用固相反应法制备了样品La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3(x=0.00,0.12,0.15).通过测量样品的M～T曲线、M～H曲线和ESR曲线,研究了Mn位W掺杂对La0.3Ca0.7MnO3电荷有序相的破坏及磁性质的影响.结果表明:当x=0.00时,在262K时形成电荷有序相(CO相);当T>262K时,表现为顺磁;当T<190K时,表现为长程反铁磁(在AFM本底中存在少量FM成分),AFM/CO态共存;从262K(TCO)到190K,随温度降低在电荷有序态下从顺磁向反铁磁转变.当x≈0.12时,在170K～180K残留CO相,而当x=0.15时,CO相消失,体系存在一个CO态融化过程,在极低温下存在顺磁铁磁(PMFM)相变.     

Co掺杂对La5/8Ca3/8MnO3体系铁磁有序的影响与电子的局域化效应

系统研究了强关联锰氧化物La5/8Ca3/8Mn1-xCoxO3(x=0,0.05)体系的结构和输运特性.结果表明,样品均为很好的正交O′单相结构,Mn位5%Co掺杂明显影响了样品铁磁-顺磁(FM-PM)转变和金属-绝缘体(M-I)转变,M-I转变温度TM-I从未掺杂时的271K降至227K,对应的峰值电阻率ρp增大;随着TM-I的降低,Tc同时降低,磁电阻MR%亦相应增加;La5/8Ca3/8MnO3样品在Tc以下表现出长程铁磁有序态,Mn位5%Co掺杂样品则表现为团簇玻璃型短程铁磁有序行为.证明Co掺杂引起电子的局域化效应乃是导致体系输运行为发生变化的主要原因.同时,从Mn3 -O2--Mn4 双交换(DE)作用和超交换(SE)相互作用机制等出发,对样品的输运行为、CMR效应以及与Co掺杂之间的关联进行了讨论.     

La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3体系电荷有序的建立与融化

用标准的固相反应法制备了La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3(0.00≤X≤0.15)多晶样品.通过对样品磁化强度-温度(M-T)曲线、磁化强度-磁场强度(MH)曲线及ESR谱的测量,研究了Mn位W掺杂对La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3体系的磁相变的影响.结果表明,随着W掺杂量的增加,体系磁相变发生了复杂的变化过程.当掺杂量为0.00≤X≤0.08时,体系存在电荷有序(CO)相,反铁磁(AFM)/C0态共存于相变温度以下,电荷有序温度(Tco)随着W掺杂量的增加而增加.x≥0.12时,体系电荷有序态逐渐减弱并融化,在极低温度下存在顺磁-铁磁(PM-FM)相变.     

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.     

Ba2+掺杂钙钛矿Bi0.5Ca0.5MnO3多晶材料的结构、磁性和输运性质研究

本文系统地研究了具有电荷有序(CO)和C型反铁磁(AFM)磁结构的钙钛矿锰氧化物Bi0.5Ca0.5-xBaxMnO3(x=0,0.03,0.05,0.07 and 0.10)的结构、磁性和电输运性质.系统晶格对称性保持Pnma空间群正交结构不变.随着Ba掺杂浓度的提高,电荷有序转变温度和反铁磁转变温度明显降低,表明掺...     

La0.7-xDyxSr0.3MnO3中的相分离和输运行为

通过测量样品的M-T曲线、 M-H曲线、 ESR曲线、ρ-T曲线和MR-T曲线, 研究了Dy掺杂(0.0≤x≤0.30)对La0.7Sr0.3MnO3磁电性质的影响. 实验结果表明 在TC处所有样品都经历了顺磁到铁磁的转变; 当T＜TC时, 掺杂样品进入自旋团簇玻璃态, 低温时显示出反铁磁性; x=0.20时, 样品在TC以上温区发生相分离; Dy掺杂引起的磁结构变化将导致CMR效应.     

半掺杂Sm0.5Ca0.5MnO3体系的电荷有序和再入型自旋玻璃行为

研究了半掺杂锰氧化物Sm0.5Ca0.5MnO3体系的结构、输运和磁特性,结果表明,在半掺杂情况下,该体系呈现O′类正交结构,表明体系存在典型的Jahn-Teller效应畸变;输运结果在整个测量温区均呈现半导体导电行为,没有出现金属-绝缘体(M-I)转变和CMR效应;电荷有序转变发生在T=270K左右,反铁磁转变温度出现在200K附近,且表现出典型的再入型自旋玻璃(spin-glass)行为,自旋玻璃转变温度TSG在41K附近,同时,观察到了存在于该体系中负的磁化异常,表明半掺杂的Sm0.5Ca0.5MnO3基态存在有多种复杂而丰富的磁相互作用之间竞争机制,其研究将为强关联锰氧化物体系物理机理的理解提供丰富的实验资料.     

La1/3Sr2/3Fe1-xCoxO3体系中的Co替代效应研究

本文通过对La1/3Sr2/3Fe1-xCoxO3系列样品进行X射线衍射(XRD)和变温电阻率(p～T)、比热(C～T)、磁化率(M～T)等测试,研究了Co掺杂对该系列样品的晶体结构和电热磁性质的影响.结果表明,随着Co掺杂量的增加,晶胞体积单调减小;电阻中电荷有序(charge ordering,CO)的特征逐渐消失.Co含量低的样品随着温度降低发生顺磁-反铁磁(PM-AFM)转变和金属-绝缘体(M-I)转变;Co含量高的样品则在磁转变温度以下表现出团簇玻璃型短程铁磁有序行为,并且在整个测量温区内具有金属导电特性.这些证明Co掺杂引起电子的局域化效应是导致体系电磁和输运行为发生变化的主要原因.     

相分离Eu0.5Sr0.5MnO3体系中的场诱导磁相变及输运特性研究

研究了半掺杂相分离锰氧化物Eu0.5Sr0.5MnO3样品的结构和电磁输运特性.在半掺杂情况下,该样品呈O′型正交结构,表明样品存在典型的Jahn-Teller畸变;在75 K附近样品的顺磁/反铁磁背景中开始出现铁磁相,在更低的温度42 K,4000 A/m磁场下M-T的场冷曲线和零场冷曲线出现明显分岔,样品的交流磁化率实部随温度的变化曲线中也在42 K观察到尖峰的出现,表现出团簇玻璃行为.在无外加磁场下该样品在整个测量温区均呈现绝缘体型导电行为,而在外加磁场1.6×106 A/m下出现磁场诱导的绝缘体-金属 (I-M)转变,其电输运特性符合可变程跳跃模型;研究表明,半掺杂Eu0.5Sr0.5MnO3样品的基态存在多种复杂而丰富的磁相互作用之间的竞争机理,其研究将为强关联锰氧化物体系物理机理的理解提供丰富的实验资料.     

Co掺杂对La5／8Ca3／8MnO3体系铁磁有序的影响与电子的局域化效应

系统研究了强关联锰氧化物La5／8Ca3／8Mn1-xCoxO3（x=0，0．05）体系的结构和输运特性．结果表明，样品均为很好的正交O′单相结构，Mn位5％Co掺杂明显影响了样品铁磁—顺磁（FM-PM）转变和金属-绝缘体（M-I）转变，M-I转变温度TM-I从未掺杂时的271K降至227K，对应的峰值电阻率ρp增大；随着TM-I的降低，Tc同时降低，磁电阻MR％亦相应增加；La5／8Ca3／8MnO3样品在Tc以下表现出长程铁磁有序态，Mn位5％Co掺杂样品则表现为团簇玻璃型短程铁磁有序行为．证明Co掺杂引起电子的局域化效应乃是导致体系输运行为发生变化的主要原因．同时，从Mn^3＋-O^2--Mn^4＋双交换（DE）作用和超交换（SE）相互作用机制等出发，对样品的输运行为、CMR效应以及与Co掺杂之间的关联进行了讨论．     

La_(0.4)Ca_(0.6)MnO_3中Mn-位Fe和Cr掺杂对磁性质的影响

研究了Fe和Cr掺杂对La0.4Ca0.6Mn O3中电荷有序反铁磁基态的调控作用.磁性质的测量结果表明,两种离子掺杂均能有效抑制原型样品中的长程电荷有序相,但是Fe离子掺杂样品均具有反铁磁的基态,而Cr掺杂样品中则出现了显著的铁磁性.结合电输运测量结果显示,Cr掺杂引起的铁磁态同时具有金属性,表明其中是电子双交换作用占主导.对比两种掺杂离子的电子结构发现,Cr离子空的e g电子轨道促进了电子双交换作用,而Fe掺杂则只是引入了不同的自旋交换作用,导致自旋无序.     

Cr掺杂对La0.4Ca0.6MnO3电荷有序及自旋玻璃态的影响

用回相反应法制备了La0.4Ca0.6M1-xCrxO3(x=0.00,0.06,0.10)多晶样品.通过XRD、M～T曲线、ESR谱线,研究了Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响及在CE型反铁磁体系中的电荷序和自旋序之间的耦合相互作用.研究结果表明:母体La0.4Ca0 6MnO3磁结构很复杂,在2...     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的各向异性应变与电荷有序

本文采用脉冲激光沉积法在NdGaO3(001)单晶衬底上制备了一系列的La0.67Ca0.33MnO3薄膜,实验主要研究了薄膜的输运性质.La0.67Ca0.33sMnO3块材是铁磁金属基态,而La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)薄膜由于各向异性应变的存在,可以观测到电荷有序绝缘相的出现.薄膜样品表...     

Cr掺杂对Bi0.5Ca0.5MnO3磁性和电输运性质的影响

通过对M～T曲线、M～H曲线和P～T曲线的测量,研究了Bi0.5Ca0.5Mn1-xCrxO3(O≤x≤0.12)系列样品的磁性和电输运特性.结果表明,随Cr掺杂量的增加,反铁磁转变和电荷有序转变分别在x～0.03和x～0.12相继消失.低温下始终出现自旋玻璃或团簇玻璃行为,说明存在反铁磁与铁磁的相互竞争.对电阻率数据的拟合表明,所有组分载流子的电输运可用可变程跃迁描述.我们用相分离的图象解释了相关现象.     

(La_(1-x)Ce_x)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3体系的结构和输运性质研究

对Ce掺杂锰氧化物 (La1 -xCex) 2 3Ca1 3MnO3(x =0— 1.0 )多晶样品的结构和输运性质系统研究的结果 .实验表明 ,在低掺杂浓度下 ,样品呈现完整的正交钙钛矿结构 ;随掺杂浓度的增加 ,有少量CeO2 杂相出现 ,同时伴随有Ce3 和Ce4 离子两种价态的涨落和Mn2 Mn3 Mn4 混合价态的共存 ,Ce掺杂导致的体系无序度增加 ,使得绝缘体 -金属 (I M)和顺磁 -铁磁 (PM FM)转变温度向低温方向移动 .有趣的是 ,Ce掺杂样品的电阻率测量I M转变峰值温度TIM 较PM FM转变温度Tc 为高 ,其差值ΔT(=TIM -Tc)随Ce掺杂含量的增加而增加 ,最大差值ΔT达 5 0K .各样品的磁电阻则随温度的降低而增加 ,在Tc 附近MR达到最大值 ,且随Ce掺杂含量增加Tc 附近的MR最大值迅速增加 ,达到 10 4 %以上 ,表现出很强的庞磁电阻效应 .在x≥ 0 .7时 ,磁电阻效应则表现出反常减小 .整体上而言 ,各样品的磁特性与输运行为间有较强的关联 ,电输运特性可用双交换作用模型进行很好的解释 ,在高温区满足热激活模型 .最后 ,在Ce掺杂对Tc 和MR的影响机理方面进行了初步讨论 .