(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(x=0.195)系统中的磁电阻行为

本文实验上探讨了 (La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(x=0.195)窄带系统不同磁场下的磁电阻行为.实验表明,最大磁电阻效应随磁场增加而实质性提高,例如,7T磁场下最大磁电阻效应高达1.8×105%.同时,我们在远远低于半导体-金属转变温度下也观察到明显的磁电阻效应.文中就磁电阻的起因进行了讨论,特别是基于最近提出的自旋-极化子模型,对实验数据进行了定量的比较性分析,结果表明,该模型虽能预言实验的主要特征,但理论预言随磁场增加而明显偏离实验.     

(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.     

La4/3(Sr1-xBax)5/3Mn2O7的电输运性质研究

本文主要介绍用溶胶-凝胶法制备的Ba离子掺杂的双层钙钛矿锰基氧化物La4/3(Sr1-xBax)5/3Mn2O7(00.4范围内,低温电阻值随烧结温度增加而减小.出现这种反常行为的结果可能是由于随着Sr逐步被Ba离子取代而引起的失配效应造成结构相分离所致.     

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(x=0～0.3)体系的磁特性与平均稀土离子尺寸效应的研究

研究了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(0.0≤x≤0.3)体系的磁特性,给出了磁转变温度Tc与La位平均离子尺寸之间的关联.结果表明,随Y掺杂浓度的增加,金属-绝缘转变(M-I)温度TMI向低温区移动,对应的峰值电阻率ρp升高,对x=0.3样品而言,较未替代样品(x=0.0)增幅达8个数量级之多,指出由于Y的掺入而致使La位平均离子半径()减少以及局域晶格结构畸变引起的.磁性测量表明了在x>0.1的高浓度区域,随着x的增加,反铁磁性相互作用逐渐增强,导致x=0.2和x=0.3的样品在35K左右出现了自旋玻璃态.     

La2/3(Ca1-xMgx)1/3MnO3(0≤x≤60%)系统中不寻常的超大磁电阻

用溶胶-凝胶法并经过1450℃后处理而制备出名义组分为La2/3(Ca1-xMgx)1/3MnO3 (0≤x≤60%)多晶样品.磁化测量表明,除磁转变温度因Mg掺杂而稍有降低外,磁性质整体上和不含Mg样品无本质上的差别.未加磁场下阻温关系测量表明,即使Mg含量高达60%,实验上仍观察到绝缘体到金属的转变.特别有意义的结果是,适当的Mg掺杂可明显提高转变温度附近的磁电阻效应,例如,在Mg掺杂量为30～40%的样品中,1T磁场下观察到的磁电阻甚至比不含Mg样品在5T磁场下得到的值还要大.     

Y替代La2/3Ca1/3MnO3体系的结构与输运行为

系统研究了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3(0.0≤x≤0.3)体系的结构和输运行为.结果表明，实验样品具有很好的单相结构，随Y掺杂浓度的增加，金属—绝缘体（M—I）转变温度T-MI向低温区移动，对应的峰值电阻率ρp升高，对x=0.3样品，较未替代样品（x=0.0）增幅达8个数量级.在外加磁场下，材料表现出很强的磁电阻效应.同时，从实验结果出发，直接给出了输运特性与晶体结构之间的关联，并从双交换模型和可变程跃迁理论出发，对实验结果进行了初步讨论. 关键词： La2/3Ca1/3MnO3锰氧化物 Y替代 晶体结构 输运行为     

(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构制备及表征

采用射频磁控溅射的方法在SrTiO3(001,基片上制备了(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构.X射线衍射分析证明(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n具有明显的超晶格结构.电流垂直于薄膜表面测得的电阻-温度关系表明.La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格薄膜在290 K有金属-绝缘体转变,略低于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜的转变温度.电流在0.01-10 mA范围内,观察到薄膜的峰值电阻随电流增大而减小,峰值变化率远大于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜,且随着超晶格周期厚度的增加而增大.低温下,电流-电压曲线表明其导电机制应主要为空间载子限制,且显示较大的电压偏置,表现出肖特基结的特性.     

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.     

氢离子注入对La2/3Sr1/3MnO3薄膜性能影响的研究

利用脉冲激光沉积(PLD),制备了La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)薄膜.然后在120 keV的能量下,进行了不同剂量(1.0×1012 ion/cm2～1.0×1017 ion/cm2)的H2 离子对LSMO薄膜的注入研究.随着注入剂量的增加,膜的电阻逐渐变大,其Tp转变温度往低温方向变化.当剂量大于等于3.0×1016 ion/cm2时,LSMO薄膜具有了类似半导体的导电行为.X射线衍射(XRD)分析发现:特征峰的位置随着剂量的增加而往低的角度偏移,并且当剂量增加到一定程度时,出现双峰现象.最后研究了LSMO薄膜其磁阻(MR)随温度和磁场的变化关系.     

La2-xSrxCuO4体系正常态的低温反常输运与载流子的局域化

对La2-xSrxCuO4系列(x=0.06～0.20)样品的电阻率和霍尔系数等输运特性进行了系统研究.电阻率随温度变化的实验结果表明,对低掺杂样品,在正常态区域(T＞Tc),随Sr掺杂量的增加,各样品在低温区超导转变温度附近均发生了金属-绝缘体转变,且转变温度TMl随掺杂量的增加逐渐降低;对于最佳掺杂样品,其金属-绝缘体转变行为变得非常不明显,到x=0.18时完全消失.对正常态样品的霍尔系数而言,随温度的降低逐渐增大,且随Sr掺杂量的增加显示减小.表明载流子浓度随掺杂量的增加而增加.在低掺杂时,接近Tc的温区内霍尔系数RH迅速增大,随着掺杂量的增加Tc附近霍尔系数的增大变缓.霍尔系数在Tc附近的增大,表明低温区载流子浓度减少.电阻率和霍尔系数在低温区电输运的这种反常行为可从载流子的局域化角度给予初步解释.     

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3体系的正电子湮没研究

为研究超大磁阻材料的掺杂效应,我们测量了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3系列样品的正电子寿命谱,并结合X射线衍射和电阻温度关系的测量结果,系统地研究了Y掺杂引起的样品局域电子结构和空位型缺陷的变化,并提出了局域电荷转移的观点,解释正电子体寿命的变化.     

热处理温度对La4/3Sr5/3Mn2O7的结构及电输运性质的影响

用溶胶-凝胶法并经过不同温度(TA)处理而制备出La4/3Sr5/3Mn2O7多晶样品.零场下阻温关系测量表明,较低TA处理的样品有较高的绝缘体-金属转变温度Tp,而对较高TA处理的样品,其Tp在表面和体内有较大差别,表面上有较高的Tp值,且电阻率较低,但在体内Tp低且电阻率高.结合结构分析,我们认为,较高温度处理有利于Sr3Ti2O7相的形成,但太高温度(如高于1450℃)处理的样品,虽然以Sr3Ti2O7相为主,但其表面易形成(La,Sr)MnO3相.     

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.     

Al和Fe替代对La0.67Ca0.33MnO3体系结构和M-I转变的影响

研究了Al和Fe替代的La0.67Ca0.33Mn1-xMxO3体系的结构特征及其对金属-绝缘转变的影响.结果表明,随Fe替代含量的增加,晶胞体积并未有显著的变化;而随Al替代含量的增加,在整个替代范围内,晶胞体积表现为单调减小.两种替代均使体系的电阻率急剧增加,绝缘-金属转变温度TIM向低温方向移动.对少量替代含量,在T<TIM的低温区域满足金属输运行为,这种输运行为随Al和Fe离子替代含量的变化特征,可从Al3+离子和Fe3+离子对Mn3+-O2--Mn4+双交换通道的破坏给予解释.对于较高的替代含量,Al离子的替代除通过形成Al3+-O2--Mn4+作用通道影响双交换外,由晶格畸变所导致的电声子耦合变化也会影响双交换,而对于Fe离子的替代,由于反铁磁簇的存在所诱发的Mn离子自旋对电子的散射可能是影响体系输运特性的重要原因.     

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.     

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．     

对靶溅射技术制备的La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜中Tc的降低

本文用对靶溅射技术制备了La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3薄膜.与YBCO单层薄膜相比,由于超导/铁磁系统中的磁性邻近效应,三层薄膜表现出较低的超导转变温度.薄膜的R～T测量曲线显示出超磁阻(CMR)效应和超导转变,预示着超导和铁磁特性共存于LCMO/YBCO/LCMO三文治结构.     

La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3化合物铁掺杂效应的M(o)ssbauer谱研究

利用固相反应方法制备了名义成分为La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3（0.01≤x≤0.20)的一系列样品。在整个掺杂范围内晶体结构没有明显变化。在室温下测量了各样品的Mossbauer谱,拟合结果表明＋3价高自旋态的铁离子占据锰的八面体晶体,随Fe掺杂量的增加,铁离子的3d电子出现局域化趋势,并伴随Fe-O配位体畸变程度的增强,本文对此进行了讨论。     

La2/3Ca1/3MnO3的巨磁熵效应

本文对超大磁阻材料Ｌａ２／３Ｃａ１／３ＭｎＯ３的巨磁熵效应进行了研究,通过测量不同磁场下的磁化－温度曲线,发现伴随铁磁－顺磁相变有一个大的磁熵变化,这个结果表明钙钛矿锰氧化物可以作为磁致冷技术中的工作物质。