(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 .     

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.     

单相Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3陶瓷中的多铁性

溶胶凝胶法制备了Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品,X射线衍射(XRD)分析表明陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿(ABO3)型结构且没有杂质相的形成.随着Mn含量的增加,XRD峰向高角度方向移动,表明Mn离子进入Na0.5Bi0.5TiO3晶格.掺杂样品均表现出室温铁磁性和铁电性.磁测量表明样品中存在复杂的磁相互作用,包括铁磁,反铁磁和顺磁相互作用.以上结果表明,通过Mn的掺杂可以使铁电材料Na0.5Bi0.5TiO3转变为多铁材料.     

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.     

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.     

Mn 位 Al 掺杂的六角结构 YMn1-xAlxO3(0≤x ≤0.1)单晶的磁性及受挫调制

用光学浮区法生长了 Mn 位 Al 掺杂的六角结构 YMn1 -x Alx O3 系列单晶样品, 对该样品的掺杂效应及磁受挫性质进行了研究. 结果发现, 在 YMnO3 的 Mn3 + 位掺入不同浓度的非磁性 Al3 + 离子对样品的磁化特性有很大的影响. 随着掺杂浓度的增加, 居里-外斯温度明显降低, 磁性受挫因子f 减小, 反铁磁转变温度向低温方向移动.由于 Al3 + 离子半径比 Mn3 + 小, 掺杂使得系统的晶格常数变小, Mn-Mn 键长变短, 最终导致交换积分减小. 另外, 由于非磁性的 Al3 + 离子部分替代 Mn3 + 离子直接破坏了 Mn3 + 离子间的交换路径, 结果使得体系的几何受挫被抑制,反铁磁转变温度降低, Mn3 + - Mn3 + 之间的 AFM 相互作用被大大削弱.     

掺杂下铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强

采用了Monte-Carlo方法，讨论了反铁磁层中不同非磁性掺杂浓度下，铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的温度特性. 模拟结果显示：反铁磁层中非磁性掺杂能导致铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强. 同时，交换偏置随非磁性掺杂浓度的变化存在极大值，即同一温度下交换偏置随掺杂浓度的变化是非单调的. 并且，随着温度的升高交换偏置的最大值所对应的掺杂浓度向浓度低的方向移动. 它和Hong Jung-Il等人的实验结果完全一致. 究其原因在于反铁磁层相应的自旋排布、磁畴结构等随掺杂浓度的改变发生大的变化，当其正向磁畴和负向磁畴都形成连通的网络结构时，系统的交换偏置达最大. 比较了随机掺杂与规则掺杂的模拟结果. 模拟结果表明规则掺杂能够获得比随机掺杂更大的交换偏置，进一步表明了铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的特性与铁磁/反铁磁界面磁畴结构密切相关.     

La$lt;sub$gt;0.4$lt;/sub$gt;Ca$lt;sub$gt;0.6$lt;/sub$gt;MnO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;中Mn-位Fe和Cr掺杂对磁性质的影响

研究了Fe和Cr掺杂对La_0.4Ca_0.6MnO₃ 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. 关键词： 磁性氧化物 反铁磁     

La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Fe_xO_3电磁输运性质和电子自旋共振谱的研究

用固相合成法制备了La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3(x=0、0.1、0.2)材料,通过X射线衍射、磁化强度-温度曲线、电子自旋共振谱线,研究了Fe替代部分的Mn对La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3电磁性质的影响.结果表明:Fe离子掺杂对晶体结构影响较小;对电磁输运性质和磁结构影响较大,体系在低温区域较宽的温度范围内显示出巨磁电阻效应;ESR的测量结果也表明Fe离子掺杂形成反铁磁的交换作用,阻塞了铁磁Mn3+-O-Mn4+双交换通道,降低了体系的铁磁性.     

多自旋态离子Co替代诱导La2/3Ca1/3MnO3体系的输运反常

利用具有多自旋态的Co离子进行Mn位替代.制备了La2/3Ca1/3Mn1-xCoxO31(0≤x≤0.15)系列样品并研究了体系的结构和输运特性.结果表明,在替代范围内,样品呈现很好的单相结构,各晶格参数随替代量的增大而减小;Co替代导致体系出现电输运反常,具体表现为在居里温度Tc以下电阻-温度曲线的二次金属-绝缘转变(M-I)行为(双峰效应),且随Co替代量的增大,无论是高温峰还是低温峰,其峰值温度均向低温区移动;所不同的是,对Co替代样品而言,随外加磁场增加,高温峰值温度TPH向高温区移动,而低温峰值温度TPL.则保持不变,表现出磁场无关的特征;相应的峰值电阻率对Co替代和外加磁场表现出很强的依赖关系,随Co替代含量的增加,各峰值电阻率增加.而低温峰值电阻对Co替代更为敏感;对照样品磁特性测量结果,证明高温峰对应于未替代体系的M-I转变,低温峰对应的反常变化则与Co3 离子替代Mn4 后在体系中引入氧缺位和高的自旋态相关联.     

Sr1-xYxCoO3的磁性和电输运性质

采用传统的固相反应法制备了A位Y掺杂的多晶钙钛矿氧化物Sr1-xYxCoO3(x-0～0.30),系统研究了Y掺杂对体系结构、磁性和电输运性质的影响.X射线衍射结果表明室温下体系经过六方对称到立方对称再到四方对称的结构相变,x=0样品为六方结构,空间群为P63/mmc,0.05≤x≤0.15样品为立方对称结构,空间群为Pm3 m,x≥0.20样品为四方对称结构,空间群为I4/mmm,x=0.20时具有最大矫顽场Hc=4.6kOe.体系在外加磁场为1kOe下表现出如下磁性特征:x=0时Jc=163K,随着掺杂量的增加,转变温度呈现上升趋势,同时反铁磁性也随之增强.所有组分均表现出半导体特征,并且观察到复杂的磁电阻(MR)与温度变化关系:所有组分均表现出+MR与-MR共存的特征,当掺杂量为x=0.1时,在T=370K下表现出测量最大磁电阻的绝对值︱MR︳约为17%.Sr1-xYxCoO3样品遵循可变程传到模型,在150K≤T≤400K温度范围内ln(ρ)与T-1/4呈线性关系.     

Al3V化合物的内聚性质

用局域密度总能方法研究了两种不同(DO₂₂和L1₂)相结构Al₃V化合物的内聚性质。计算所得DO₂₂结构Al₃V化合物的点阵常数(a=3.72?,c=8.20?)与实验结果一致,体弹性模量(1.3Mbar)与Al₃Ti化合物的实验杨氏模最可相比较。计算所得生成热(29±1kcal/mol)与实验值(26.0kcal/mol)相符。 关键词：     

CuGe1-xGaxO3的低温磁性质

关键词：     

La1-xNaxMnO3/YSZ膜的化学溶液法制备及输运性能研究

本文采用化学溶液法在钇稳定的二氧化锆(Y-stabilized ZrO2,YSZ)单晶基板上制备了La1-xNaxMnO3(LNMO)膜并对其输运性能进行了研究.X-射线衍射(XRD)结果表明,所获得的LNMO膜为高度(h00)取向;输运结果表明,所制备的LNMO膜表现为外延膜的性能,且La0.7Na0.3MnO3薄膜在300K、0.5T磁场下可获得～5%磁阻值.     

La1/8Ca7/8MnO3/Sr0.95Nb0.05TiO3异质结的整流特性和磁输运性质

在5%Nb掺杂的SrTiO3衬底上用磁控溅射法外延生长了La1/aCa7/aMnO3薄膜形成异质结,该异质结有类似于传统P-n结的整流特性.磁场下扩散电压减小,当温度低于130 K以下,扩散电压的减小非常明显.这和在此温度以下,La1/8Ca7/aMnO3出现自旋倾斜态密切相关.我们计算出异质结的结电阻和磁致电阻(MR),在不同大小的正负偏压,不同磁场下,都得到负的MR值.我们给出界面附近的La1/8Ca7/8MnO3的能带结构并分析了外加磁场对洪德耦合,Jahn-Teller畸变等机制的作用,来解释该异质结的磁输运行为.结果有助于了解高Ca掺杂锰氧化物异质结的性质.     

Cr掺杂对BaxSr1-xRuO3体系磁性和输运性质的影响

本文采用固相反应法制备了BaxSr1-xRuO3和BaxSr1-xRu0.9Cr0.1O3两组样品,对比研究了它们磁性和电输运性质.当掺杂量少于0.2时,体系处于有少许畸变的钙钛矿的3C结构,Cr的掺入很大幅度提高了体系的铁磁转变温度Tc,电输运性质上也由坏金属行为转变为Mott绝缘体的行为,并且在铁磁相变附近出现电阻拐点.当掺杂量大于等于0.2时,体系发生结构相变,由畸变钙钛矿3C结构变为6 M的单斜结构.这时,Cr的掺入对体系的影响并不明显.这些结果表明引起SrRuO3铁磁转变温度升高的Ru+5-O-Cr+3相互作用对晶格结构有强烈的依赖关系.     

La2/3Ca1/3MnO3薄膜自旋输运特性研究

本文通过射频磁控溅射法制备了La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)薄膜.该薄膜在接近峰值电阻温度Tp(Tp=308K)发生铁磁金属相-顺磁绝缘体相相变.磁场的作用下,电阻温度曲线较无磁场时发生右移,而且Tp点也向高温移动,(H=0.5T时,Tp≈314K;H=1.0T时,Tp≈318K);1T磁场所产生最大的磁电阻值为34%.激光作用下,电阻温度曲线向左移动,Tp变为300K,其最大的光致电阻变化相对值为43.5%.能带理论定性分析表明产生这一不同现象主要是由于eg电子的不同状态引起的.     

零磁场下La2/3（Ca0.60Ba0.40）1/3Mn1-xVxO3的电输运特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列多晶CMR材料La2/3(Cao 60Bao.40)1/3Mn1-xVXO3,(x:0%、1%、5%、7%、10%、15%、20%).在零场下、77～350 K温度范围内测量了其电阻率随温度的变化关系,测量了该温度范围内0.1 T磁场下磁化强度随温度的变化关系.采用小极化子绝热跃迁模型P=aTexp(E/kT)对样品的电导特性进行拟合研究.结果发现,高温区电阻率随温度的变化很好地满足小极化子绝热跃迁模型;同时,采用单磁子散射模型对样品低温区的电输运曲线进行拟合,结果发现所有样品低温区的p～T关系同样都很好地满足单磁子散射公式P=po AT2严.由拟合结果分析了样品高温区的输运行为主要来源于小极化子的影响,而低温区电导特性主要来源于单磁子散射.     

PtMn/Co多层膜的磁光特性研究

采用磁控溅射法制备了一系列的Mn掺杂的PtMn/Co多层膜.通过测量得到的磁光常数和光学常 数,计算介电张量的对角元和非对角元,得到在掺杂较大时,克尔角的变化是由于介电张量 的非对角元引起的;在掺杂量较小时,克尔角的变化是由介电张量的对角元和非对角元以及 光学常数的变化引起的.