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.     

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     

La0.5Ca0.5MnO3内禀与界面电脉冲诱导电阻转变效应的比较

一般地,钛矿结构锰氧化物的电脉冲诱导电阻转变(EPIR) 效应源于非内禀界面处的肖特基势垒. 本文采用固相烧结法制备了La_0.5Ca_0.5MnO₃ (LCMO)陶瓷样品, 用四线测量模式对样品电输运性质, 特别对其内禀EPIR效应和忆阻器行为进行了研究. 室温下, 尽管样品在四线测量模式下的I-V特性曲线呈欧姆线性规律, 但在适当的脉冲电压刺激下, 仍能诱导产生明显、稳定的EPIR效应. 通过与二线模式的界面EPIR比较, 发现LCMO内禀EPIR效应具有更小的脉冲临界电压、更好的稳定性和抗疲劳特性, 是稀土掺杂锰氧化物中观察到的一类新颖的EPIR效应. 关键词： 钙钛矿结构锰氧化物 电致电阻效应 电脉冲诱导电阻转变效应 肖特基势垒     

沉积氧压对La0.8Sr0.2MnO3/0.7wt%Nb:SrTiO3异质结的整流伏安特性及输运性的调控

采用脉冲激光沉积法在(100)0.7wt%Nb:SrTiO3(NSTO)衬底上制备了La0.8Sr0.2MnO3(LSMO)/NSTO(100)异质结,仔细研究了原位沉积氧压和真空退火对LSMO/NSTO异质结的结构及其整流伏安特性的调控.X-射线线性扫描和原子力显微镜测量显示,低氧压制备的LSMO/NSTO(100)异质结具有良好的外延结构和平整的表面.电流-电压(I～V)曲线显示,沉积氧压为100mTorr的异质p～n结展现出极好的整流伏安特性;而氧压为240mTorr的异质p～n结平缓增加的电流可解释为异质p～n结在界面处晶格缺陷的增加.作为对比,沉积氧压调控的LSMO/SrTiO3(100)薄膜的输运性也被研究.电阻率结果显示,低氧压制备的LSMO薄膜,其电阻率的增加及金属-半导体转变温度Tp的降低归因于氧空位增加诱导的Mn4+离子减少及MnO6八面体的畸变.     

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     

厚度与应变效应对La0.67 Ca0.33 MnO3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)SrTiO3(STO),(001)LaAlO3(LAO)衬底上La0.67Ca0.33MnO3(LCMO)薄膜的电输运与居里温度TC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,TC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.TC与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=ρ0+Bωs/sinh2(hωs/2/kBT)+CTn,其中ρ0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(Ea/kBT)描述(Ea为极化子激发能).根据ρ0,ωs,Ea以及TC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,Ea的变化与TC相关,从而说明极化子效应为影响TC变化的主要因素.     

La0.825Sr0.175MnO3薄膜自旋输运特性研究

本文通过固相反应方法制备了具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物La0.875Sr0.125MnO3(LSMO)块材,并用磁控溅射方法在LaAlO3衬底上生长了厚度为50nm的单晶薄膜.X射线衍射仪分别对LSMO块材和薄膜材料进行分析,表明薄膜和衬底具有相同的钙钛矿结构;通过研究该薄膜光诱导效应和磁场下输运行为,发现其输运性质明显改变,表明外场改变体系的电子自旋输运特性,引起双交换作用减弱和增强,分别导致电阻率的增加和减小.     

光照对LaMnO_3/SrTiO_3中场效应的增强作用

钙钛矿镧锰氧化物具有电阻易被光电调控的特性,对以SrTiO_3(STO)为衬底的LaMnO_3(LMO)薄膜在不同外场作用下的电阻和晶体结构的变化规律进行了研究.通过实验发现光电协同作用会增强LMO/STO中的场效应:即在没有光照的情况下,样品的电阻态几乎不随门电压的改变而变化;在有光照的条件下,样品的电阻随会门电压的变化而显著变化.通过X射线衍射(XRD)方法测量STO衬底晶格随光照及门电压的变化规律,发现在光电共同作用下,STO的晶格会显著膨胀,暗示了光电协同作用增强了STO衬底中的铁电极化.根据XRD的结果,本文从微观上解释了LMO/STO异质结中光照对场效应增强的机理.     

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.     

用激光分子束外延在玻璃衬底上生长La0.67Sr0.33MnO3薄膜

采用激光分子束外延技术,在玻璃衬底上制备了La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) 薄膜,X射线衍射测量结果表明在玻璃衬底上生长的LSMO薄膜沿c轴择优取向生长.在外磁场3 T和88, 220, 300 K条件下,LSMO薄膜的磁电阻变化率分别达到-37.8%, -26.8%和-6.07%.实验结果表明,在廉价的玻璃衬底上制备大面积和具有应用价值的锰氧化物薄膜是可行的.     

微纳米加工技术对La2/3Ca1/3MnO3材料性能影响的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)外延薄膜.然后利用微纳米加工技术对LCMO薄膜材料进行了局部改造,制造出宽度仅为83纳米的弱联接结构,并对此进行了一系列的物性改变研究.发现在测量电流不变(1μA)的情况下,R～T曲线在120K附近有一个尖锐的跳变,跳变的温度区间很窄.此外,测量电流和外加磁场的增加,都能对跳变现象产生抑制作用.目前认为这种现象的产生是由于相分离的原因导致的.     

用激光分子束外延在玻璃衬底上生长La0.67Sr0.33MnO3薄膜

采用激光分子束外延技术,在玻璃衬底上制备了La_067Sr_033MnO₃ （LSMO） 薄膜,X射线衍射测量结果表明在玻璃衬底上生长的LSMO薄膜沿c轴择优取向生长.在外磁场3 T和88, 220, 300 K条件下,LSMO薄膜的磁电阻变化率分别达到-378%, -268%和-607%.实验结果表明,在廉价的玻璃衬底上制备大面积和具有应用价值的锰氧化物薄膜是可行的. 关键词： 锰氧化物薄膜 玻璃衬底 外延生长     

Cr掺杂对Nd0.7Sr0.3MnO3电磁性质的影响

我们对多晶样品Nd0.7Sr0.3Mn1-xCrxO3(x≤0.30)进行了X射线衍射谱、电阻温度关系和磁化强度测量.实验发现:随Cr掺杂量的增加,样品的电阻率变大,电阻峰温度和居里温度降低,这是由Cr的介入弱化了双交换作用所致;在x=0.10附近,电阻出现了双峰现象,在其M~T上没有发现与低温峰对应的磁性异常;在锰位磁矩与Cr含量的关系中发现,Cr掺杂对样品的磁性几乎无贡献;通过分析,我们用相分离的图象解释了有关的现象.     

双层锰氧化物薄膜的制备及其物理性质

用脉冲激光沉积(PLD)方法成功地制备了双层钙钛矿结构的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)单相薄膜.这种薄膜生长在具有不同晶格参数的两种衬底上.测量发现，两种衬底上生长的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)薄膜具有迥然不同的金属-绝缘体转变温度TM-I及其他物性.界面应力的研究表明这是衬底晶格常数不同引起膜内应变的结果.在衬底的压应力下，薄膜的电阻-温度曲线的峰值(TM-I)向高温移动且电阻率(ρ)下降；相反，对于衬底张应力下的薄膜，TM-I下降ρ上升.这些结果可以用双交换模型做很好的解释. 关键词： CMR 双层锰氧化物薄膜 PLD 应力     

软X射线测量用电阻式薄膜量热计

介绍了一种用于软X射线辐射能量测量的电阻式薄膜量热计。利用电流的欧姆热效应对薄膜量热计的灵敏度进行了标定。在有基底薄膜的标定过程中,采用一维热扩散模型,考虑了金属薄膜向基底的传导热损失。利用电阻式薄膜量热计对聚龙一号装置钨丝阵Z箍缩产生的软X射线进行了测量,并与平响应X射线二极管(XRD)探测器的测量结果进行了比较。实验结果表明,电阻式薄膜量热计测量的软X射线辐射能量和辐射功率与平响应XRD探测器结果在测量不确定度范围内合理地一致。     

La0.82Te0.18MnO3薄膜的输运特性和光诱导效应

用脉冲激光沉积法制备了非金属Te掺杂的钙钛矿锰氧化物La0.82Te0.18MnO3单晶薄膜.该薄膜从83 K升温至373 K过程中发生金属-绝缘体相变,转变点温度为283 K.其电阻率在 T相似文献   

La0.7Ca0.3 MnO3和CeO2混合块状样品电输运性质及使用分形迭代电阻网络模型的计算模拟

固相反应方法制得的La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)粉末与CeO2粉末均匀混合后压块烧结,对其进行了电阻率随温度变化的测量.观察到样品电阻率存在绝缘体-金属转变.研究了烧结工艺、CeO2的混合比例与样品的电阻率、结构和表面形貌的关系.结果表明,制备工艺对材料性能有相当大的影响,其中较低温度的烧结主要影响小晶粒及其晶粒间界,而高温长时间烧结将影响大晶粒的形成.利用三维随机电阻网络(RRN)模型和蒙特卡罗方法对这种混合块状样品的输运性质进行了模拟,模拟中使用了一种新的RRN平均方法.该模型得到的数值模拟结果与实验结果在定性上是一致的.这说明以RRN模型来理解LCMO(x)-CeO2(1-x)复合体系的导电状况是合理的,提出的随机电阻网络平均方法是合适的.     

在SrTiO3, NdGaO3衬底上生长的HgBa2CaCu2Oy超导薄膜

通过两步法,在SrTiO3, NdGaO3衬底上制备了HgBa2CaCu2Oy 高温超导薄膜,X射线衍射实验结果证明了薄膜是c-轴外延生长的.电阻温度测量表明薄膜的超导零电阻转变温度(Tc)>115K和临界电流Jc>0.4MA/cm2(77K,零磁场),而且重复性很好.扫描电镜实验揭示了薄膜是层状生长的,晶粒是四方形和八角形的,实验证实基于碳酸盐的靶也是适合于制备汞系铜氧化物高温超导膜的.     

掺杂锰氧化物和极化子行为

掺杂锰氧化物属于强关联材料,实验上明确显示出强电-声子耦合对于材料性质(如输运性质和铁磁性质)的影响.极化子是对氧化物材料中载流子行为的近似描述.顺磁状态的掺杂锰氧化物样品电阻率随温度变化关系可以用极化子理论进行很好的描述,并且数据分析还提供了与材料性质有关的微观参数.利用文章作者提出的跃迁极化子交换相互作用与材料铁磁有序温度TC联系的关系式,对掺杂锰氧化物样品磁场下的测量结果进行了数据拟合.非常好的拟合结果说明,跃迁极化子决定交换耦合及铁磁有序的物理图像和数据拟合中使用的近似是合理的.在数据拟合基础上对掺杂锰氧化物和巨磁电阻(CMR)效应的物理图像进行了讨论.     

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.