La0.8Ca0.2MnO3/SrTiO3薄膜厚度对其结构及磁学性能的影响

采用多种X射线衍射技术和磁电阻测量技术研究了不同厚度的La_0.8Ca_0.2MnO₃/SrTiO₃ (LCMO/STO)薄膜的应变状态及其对磁电阻性能的影响.结果表明，在STO(001)单晶衬底上生长的LCMO薄膜沿［00l］取向生长.LCMO薄膜具有伪立方钙钛矿结构，随着薄膜厚度的增加，面内晶格参数增加，垂直于面内的晶格参数减小,晶格参数a和b相近，略小于c.LC 关键词： X射线衍射 微结构 应变 物理性能     

La2/3Ca1/3MnO3薄膜的光致电阻率变化特性

射频磁控溅射法制备了La2/3Ca1/3MnO3纳米薄膜(LCMO).该薄膜发生FM-PM相变的转变点温度为Tc≈308K(近似为电阻峰值温度Tp);在不同温度下的光电导性质实验表明所制备的LCMO薄膜在连续激光作用时低温段(TTc时,ΔR/R＜0,即光电导效应.调制激光脉冲光响应实验发现,光致信号强度和温度及偏置电流之间存在非线性关系:光致电阻率增大信号极大值为偏置电流的二次函数,而极大值对应的温度和偏置电流成线性关系,同时,光响应有一个截止温度,并且存在最佳光响应偏置电流和温度条件.分析认为LCMO薄膜的光致电阻率变化特性和材料的eg↓自旋电子的状态以及与此相应的小极化子的形成有关.     

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.     

沉积于MgO基片上的La0.7Ca0.3MnO3薄膜的应变弛豫和磁电阻特性

利用90°离轴射频磁控溅射方法将La_0.7Ca_0.3MnO₃(LCMO)沉积于(001)取向的MgO单晶基片上,薄膜厚度变化范围为5nm到200nm. 通过掠入射X射线衍射技术测量了LCMO/MgO薄膜的面内晶格常数, 结合常规X射线衍射研究了LCMO薄膜的晶格应变及其弛豫情况, 用四探针法测量了薄膜的磁电阻特性.结果表明, LCMO/MgO薄膜均为(001)取向生长, 在厚度小于5nm时已经发生应变弛豫, 当薄膜厚度为100nm以上时, 薄膜的微应变接近于完全弛豫, 并表现出与块体材料类似的磁电阻特性, 具有较大的磁电阻和较高的磁电阻峰值温度.     

La2/3Ca1/3MnO3/Eu2CuO4/La2/3Ca1/3MnO3磁性隧道结的制备与表征

采用磁控溅射，紫外线光刻和离子束刻蚀制备了La_2/3Ca_1/3MnO₃/Eu₂CuO₄/La_2/3Ca_1/3MnO₃磁性隧道结.通过对获得的磁性隧道结的I-V特性测量，发现非线性的I-V特性，显示结样品的隧穿特性.有趣的是发现在电极材料La_2/3Ca_1/3MnO₃的金属-绝缘体转变温度(Tp)以下，I-V曲线出现一个跳变.随着温度降低，开始出现跳变的临界电流增大，但是跳变都发生在同样的电压下～209mV.当电流增大或减小在跳变点附近出现回滞.这一跳变只发生在铁磁金属态，表明这是一个磁性相关联的效应，可能对应一种新的磁性开关过程.虽然，目前对这一现象背后的物理机理还不清楚，但是，这一现象有可能在未来自旋电子学器件方面具有潜在的应用价值. 关键词： 庞磁电阻 磁性隧道结 开关效应     

La2/3Ca1/3MnO3薄膜的光致电阻率变化特性

射频磁控溅射法制备了La_2/3Ca_1/3MnO₃纳米薄膜(LCMO).该薄膜发生FM-PM相变的转变点温度为T_c≈308K（近似为电阻峰值温度T_p）；在不同温度下的光电导性质实验表明所制备的LCMO薄膜在连续激光作用时低温段（Tc）表现为光致电阻率增大效应，即ΔR/R＞0，并在R-T曲线拐点附近取得极大值，（ΔR/R）_max=43.5%；当T>T关键词： 钙钛矿薄膜 光响应 电子自旋 小极化子     

La2/3Ca1/3MnO3/Eu2CuO4/La2/3Ca1/3MnO3磁性隧道结的制备与表征

采用磁控溅射,紫外线光刻和离子束刻蚀制备了La2/3Ca1/3MnO3lEu2CuO4/La2/3Ca1/3MnO3磁性隧道结.通过对获得的磁性隧道结的Ⅰ-Ⅴ特性测量,发现非线性的Ⅰ-Ⅴ特性,显示结样品的隧穿特性.有趣的是发现在电极材料La2/3Ca1/3MnO3的金属-绝缘体转变温度(Tp)以下,Ⅰ-Ⅴ曲线出现一个跳变.随着温度降低,开始出现跳变的临界电流增大,但是跳变都发生在同样的电压下～209mV.当电流增大或减小在跳变点附近出现回滞.这一跳变只发生在铁磁金属态,表明这是一个磁性相关联的效应,可能对应一种新的磁性开关过程.虽然,目前对这一现象背后的物理机理还不清楚,但是,这一现象有可能在未来自旋电子学器件方面具有潜在的应用价值.     

厚度与应变效应对La0.67Ca0.33MnO3薄膜电输运与居里温度的影响

在厚度为25—400nm范围内，系统地研究了 (001)SrTiO_3(STO), (001)LaAlO_3(LAO)衬底上La_0.67Ca_0.33Mn_O.3 (LCMO)薄膜的电输运与居里温度T_C随薄膜厚度及衬底的变化. 结果表明，随薄膜变薄，电阻率ρ增加，T_C降低. 对于同一薄膜厚度，LCMO/STO薄膜的ρ大于LCMO/LAO基上的薄膜的ρ. T_C衬底的依赖关系则与ρ相反. 分析表明，LCMO薄膜的低温区电阻温度(ρ-T) 符合关系式ρ=ρ_0+Bω_s/sin h^2(ω_s/2/k_BT)+CT^n， 其中ρ_0为剩余电阻；等号右端第二项反映软光学模声子对电子散射的贡献；第三项包括其余可能散射机 理在电输运过程中所起的作用；B，ωs（软光学模声子的平均频率）与C都为拟合系数. 高温区的电输运则由小极化子跃迁模型ρ=DT×exp（E_a/k_BT）描述（E_a为极化子激 发能）. 根据ρ_0，ωs，E_a以及T_Ｃ变化，初步讨论了薄膜中的厚度与应变效应. 进一步 研究发现ωs，E_a的变化与T_C相关，从而说明极化子效应为影响T_C变化的主要因素. 关键词： 锰氧化物薄膜 电输运 居里温度 极化子     

La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(1-x)In_xO_3:Er/Yb磁电复合薄膜的上转换发光、电输运和磁性能研究

通过固相反应法制备了Ba_(0.835)Ca_(0.15)Ti_(1-x)In_xO_3:0.75%Er/0.75%Yb(BCTIO:Er/Yb)(0≤x≤2%)铁电陶瓷,研究了In掺杂对其铁电、介电、电输运、磁性以及上转换发光性能的影响,结果表明In掺杂对陶瓷的铁电和介电性能有所改善.在上转换发光方面,与没掺In的陶瓷相比,掺0.5%mol In的陶瓷发光性能显著提升,在550和665nm处的绿色和红色发光强度分别增强了1500%和5000%.在此基础上,我们将具有巨磁电阻效应的La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3(LCMO)薄膜生长在抛光后的BCTIO:Er/Yb陶瓷衬底上,构建了LCMO/BCTIO:Er/Yb磁电复合薄膜,发现该复合薄膜体系不仅具有量好的上转换发光性能,而且具有金属-绝缘体相变以及伴随着的巨磁电阻效应.磁测量表明LCMO薄膜表现出超顺磁性,这很可能是由于LCMO薄膜的晶粒尺寸很小(几十纳米)引起.这种同时具有上转换发光、铁电、压电和磁电阻效应的复合薄膜在光电子学和自旋电子学器件方面可能具有潜在的应用价值.     

限制电流对Ta/BaTiO3/Al2O3/ITO忆阻器的开关比和稳定性调控

利用磁控溅射技术沉积了Ta/Ba Ti O₃/Al₂O₃/ITO多层薄膜,观察到该结构中的电阻开关现象受到限制电流的调控.在限制电流大小为10^–2 A时,器件中的电阻开关现象达到最优. Ta/Ba Ti O₃/Al₂O₃/ITO多层薄膜的电阻开关具有良好的可重复性和稳定性.本文使用空间限制电流的传导模型对Ta/Ba Ti O₃/Al₂O₃/ITO器件中受限制电流调控的电阻开关传导机理进行了解释.     

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.     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜皮秒光电效应

在1064 nm波长脉冲激光（脉宽25 ps）的照射下，钙钛矿氧化物薄膜La0.67Ca0.33MnO3/SrTiO3具有超快光电效应，对激光脉冲显示ps量级的响应时间，上升沿响应时间300 ps，半高宽700 ps，同时，对激光能量的响应灵敏度为500 mV/mJ。     

Superconducting Transition Temperature and Metal--Semiconductor Transition Temperature in YBa2Cu4O8/La0.67Ca0.33MnO3/YBa2Cu4O8 Trilayer Films

YBa₂Cu₄O₈/La_0.67Ca_0.33MnO₃/YBa₂Cu₄O₈(YBCO/LCMO/YBCO) trilayer films were prepared by magnetron facing-target sputtering. For the first time, the oscillatory behaviour of superconducting transition temperature T_c,ON with the thickness of LCMO (d_L) has been observed. The strongest nonmonotonic information in the T_c,ON--d_L curves appears clearly when d_L is larger than the critical thickness d_L^CR. The metal--semiconductor transition temperature can only be detected at d_L>d_L^CR. The dependence on the ferromagnetic spacer layer in YBCO/LCMO/YBCO systems suggests strongly the interplay of ferromagnetic and superconducting couplings.     

PREPARATION, SUPERCONDUCTIVITY AND STRUCTURE OF THE LaBaCaCu3O7-x SUPERCONDUCTORS WITH Tc HIGHER THAN 80 K

In this paper, the preparation process of the tetragonal LaBaCaCu₃O_7-x (LBCCO) superconductor with T_c=84 K is repored. The superconductivity and structure of the LBCCO superconducting phase are investigated by means of X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope(TEM) and superconductivity measurements, The results indicate that the superconducting phase with T_c=82K in the LBCCO system has a tetragonal structure with a=0.3966nm, c=l.1838nm and space group P4/mmm. About 50% of the Ca and La atoms are located in 1d sites (i.e. Y site in the YBCO structure). It is confirmed that there is in fact no orthorhombic to tetragonal transition in this material. The relationship between the oxygen content and T_c is also presented.     

A-site ordering versus electronic inhomogeneity in colossally magnetoresistive manganite films

Epitaxial La(3/4)Ca(1/4)MnO3/MgO(100) (LCMO) thin film shows an unusual rhombohedral (R-3c) structure with a new perovskite superstructure at room temperature due to the CE-type ordering of La and Ca with modulation vector q=1/4[011]. A-site ordered film was found to be electronically homogeneous down to the 1 nm scale as revealed by scanning tunnelling microscopy/spectroscopy. In contrast, orthorhombic and A-site disordered LCMO demonstrate a mesoscopic phase separation far below the Curie temperature (TC). Unique La/Ca ordering compensates the cation mismatch stress within one supercell, a(S) approximately 1.55 nm, and enhances the electronic homogeneity. The phase separation does not seem to be a unique mechanism for the colossal magnetoresistance (CMR) as very large CMR approximately 500% was also observed in A-site ordered films.     

Electrical transport and magnetic properties of La2/3Ca1/3MnO3/SiO2 composites

The influence of SiO₂ on the electrical transport properties of LCMO/SiO₂ composites with different SiO₂ contents x is investigated, where LCMO represents La_2/3Ca_1/3MnO₃. Results show that the SiO₂ phase not only shifts the metal–insulator transition temperature (T_p) to a high temperature range, but also has an effect on the magnetoresistance (MR) of the composites. The temperature dependence of resistivity indicates that the T_p of the composites is obviously higher than that of pure LCMO, and that the peak resistivity ρ_max of the composites is lower than that of pure LCMO. In the SiO₂ content x∼0.02, the T_P is the highest and ρ_max becomes the lowest. The experimental observation is discussed on the basis of the analysis of scanning electron microscopy (SEM) images and X-ray diffraction (XRD) patterns. Compared with pure LCMO, a possible interpretation is presented by considering the influence of SiO₂ on the coupling between ferromagnetic (FM) domains of LCMO.     

阻挡层电容对ACu3Ti4O12巨介电性能的影响研究

用固相反应法成功地制备了ACu3Ti4O12(A=Ca，La，Y)系列陶瓷，在50—300K温区内测量了样品的介电性能，分析了交流电导与外场频率、温度的关系.发现在相同组分的CaCu3Ti4O12晶体中相对含量大于等于0776时，样品的相对介电常数可达104；而A位上价态为3+的化合物La2/3Cu3Ti4O12和Y2/3Cu3Ti4O12相对介电常数仅为103.分析表明，样品中内部阻挡层电容数目的多少直接对ACu3Ti4O12的相对介电常数产生影响.电导与温度及频率的关系是由电子、声子与外场的共同作用决定的. 关键词： ACu3Ti4O12 巨介电 晶相含量 阻挡层电容     

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     

La1.3Sr1.7Mn2O7/SrTiO3-Nb异质结的整流和光伏特性

采用脉冲激光沉积法在SrTiO₃:0.7%Nb(100)单晶衬底上生长了La_1.3Sr_1.7Mn₂O₇(LSMO)薄膜, 并 研究了LSMO/SrTiO₃-Nb异质结的输运性质和光伏效应. 研究发现, 异质结具有良好的整流特征和明显的光生伏特效应. 在532 nm激光辐照下, 光生电压随温度升高先增大后减小, 并且在150 K达到最大值400 mV, 此温度点与LSMO薄膜发生金属-绝缘体转变的温度一致, 这表明异质结的光生伏特效应受LSMO薄膜内部的输运特征调控. 进一步, 从光生电压随时间的变化曲线中分析发现, 上升沿符合一阶指数函数, 这与载流子的迁移过程相关; 而下降沿符合二阶指数函数, 这与结两侧载流子的外部回路中和以及材料内部的电子-空穴湮灭有关. 值得注意的是, 上升沿和下降沿的时间常数均随着温度先增大后减小, 且最大值均出现在LSMO薄膜的金属-绝缘转变温度.