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.     

降温速率对La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3(x=0.00,0.08)电磁性质的影响

我们在不同的降温速率下得到了若干La0．7Ca0．3Mn1-xCrxO3-δ(x=0．00,0．08)多晶样品,对其进行了XRD、电阻．温度关系和磁化强度．温度关系的测量．实验发现,随降温速率的增大,LCM系列样品的电阻变大,电阻峰温度移向低温端,磁化强度值变小,金属．绝缘体转变依然很陡峭,而LGMC系列样品也兼有这些现象,前两的程度更大些,后较为平缓,另外还出现了电阻的双峰．归结原因,我们认为在制备过程中随降温速率的不同,样品中会有不同程度的氧空位存在,利用双交换的减弱和样品中氧的分布不均匀产生的相分离解释了有关现象．通过本实验可知,改变降温速率也是调节样品中氧含量的一种有效的方法．     

Deoxygenation Enhanced Double-Resistivity-Peak Properties in Polycrystalline La0.7Ca0.3Mn0.92Cr0.08O3-δ

Influences of deoxygenation on the resistivity and the magnetic properties of La0.7Ca0.3Mn0.92Cr0.08O3-δ(M =Al, Cr) are compared to understand the peculiar doping effect of chromium in the ferromagnetic manganites. It is found that the double resistivity bumps exhibited by the Cr-doped compounds can be tuned by the oxygen content. We have related the double-bump feature with the well-known inefficiency of Cr in lowering Tc, and interpreted both the features consistently in terms of large-scale phase separation. It is suggested that the largescale phase separation is a general characteristic of Cr-doped manganites, and many unusual phenomena exhibited by Cr doping are directly related to the large-scale phase separation.     

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.     

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.     

钙钛矿结构La0.7Ca0.3MnO3-δ外延薄膜中氧的扩散

利用脉冲激光淀积方法，我们制备了外延La0．7Ca0．3MnO3-δ薄膜．实验发现，在30Pa氧分压下制备的薄膜晶格中仅有少量氧空位．可以通过高真空条件下的热处理(热处理温度为780℃)减少样品晶格中的氧含量．室温x射线衍射分析表明，在780℃通过高真空热处理的La0．7Ca0．3MnO3-δ外延薄膜结构不发生改变．通过延长高真空热处理时间可以逐渐减少外延薄膜样品晶格中的氧含量，这反映在样品晶格常数有系统变化及样品绝缘体-金属(I-M)转变温度降低．对样品电阻率．温度曲线的拟合表明，样品晶格中的氧含量是均匀的，这与X射线衍射分析的结果是一致的．通过长时间高真空条件下的热处理可以使样品的I-M转变温度低于10K，而短时间氧气氛中的充氧热处理可以使转变温度回复．这说明样品晶格中的氧扩散出和充入是有区别的．在同一外延薄膜样品可以反复通过高真空条件下的高温脱氧热处理和充氧热处理来改变样品中氧含量，这将方便于将薄膜性能与氧含量的关系进行比较、分析和讨论．     

La0.7Ca0.3MnO3超大磁电阻材料正电子湮没研究

对La0.7Ca0.3MnO3材料样品在77K至室温范围的一系列温度, 测量了正电子寿命谱和多普勒展宽谱.结果表明在居里温度附近正电子平均寿命和多普勒线形参数S出现明显变化, 反映了此类化合物晶格结构的不稳定性.本文对此进行了讨论.     

La0.7Ca0.3MnO3/MgAl2O4复合样品的电输运特性

我们用传统的固相反应法制备了(La0.7Ca0.3MnO3)1-x(MgAl2O4)x复合样品.通过XRD分析发现在此系列复合样品中La0.7Ca0.3MnO3和MgAl2O4两相共存;电阻率温度关系分析表明MgAl2O4的引入没有改变母体相在温度TP1处本征的金属-绝缘体转变峰,但使复合样品在较低温度TP2处出现另外一个电阻率峰值.有趣的是,随着MgAl2O4掺量的增加,在低掺量时,TP2向低温偏移很快;但在高掺量时,TP2向低温偏移较慢.     

La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3的激光超声研究

运用激光超声的方法测定了五种不同掺杂的巨磁锰氧化物La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3(0.01≤x≤0.60)室温(300 K)下的超声纵波声速.结合热导率的数据,对声速随掺杂浓度的变化原因进行了深入的分析.得到在顺磁绝缘态Cr3 离子的掺入造成了晶格局部涨落的变化,低掺杂使得晶格局部涨落增强,声子U散射弛豫时间减小.     

稀土掺杂(Sm、Gd、Dy)对La0.7Sr0.3MnO3室温磁电阻效应的增强

用固相反应法制备了La0.7-xSmxSr0.3MnO3,La0.7-xGdxSr0.3MnO3和La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.00,0.10,0.20,0.30)系列样品.通过M～T曲线,ρ～T曲线,研究了用稀土离子替代La对La0.7Sr0.3MnO3居里温度Tc和磁电阻的影响.结果表明:稀土离子掺杂是改变钙钛矿锰氧化物居里温度和增强MR的有效途径;适量掺杂可以在室温附近产生大的磁电阻.     

Co替代La2／3Ca1／3Mn0．9Co0．1O3输运特性和双峰效应的研究

系统研究了Mn位替代的La2/3Ca2/3Mn0.9Co0.1O3的电输运特性和磁诱导行为,这里替代Co离子的多价态对应有多重的自旋态变化.发现了存在于Co替代La2/3Ca1/3Mn0.9Co0.1O3电输运行为上的双峰效应,具体表现为除了居里温度Tc附近电阻-温度曲线的金属-绝缘(M-I)转变行为(TMIH约为182K)以外,在低温区域电输运行为出现二次性的类M-I转变现象(TMIL乱约为124K).通过对外加磁场下输运特性的研究表明,随外加磁场的增加,电阻-温度曲线整体呈现降低行为,即表现为负的磁电阻效应;同时,高温区峰值温度TMIH向高温区移动,这与传统CMR锰氧化物M-I转变特性完全一致;而低温峰值温度了TMIL则几乎不变,即TMIL表现出某种磁场无关的特征.结合样品磁特性测量结果,我们发现,除了场冷(FC)和零场冷(ZFC)曲线的分叉现象可能证明Co替代诱导Mn位的磁无序而导致体系出现不均匀的铁磁/反铁磁(FM/AFM)团簇外,在低温峰值温度TMIL乱附近没有观察到磁性异常变化.对照对Cu和Cr等相关体系的类似研究,证明这种低温二次M-I转变可能与Co替代导致体系的氧缺陷有关.     

Al和Sn离子掺杂对La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响

研究了Al和Sn离子掺杂对层状钙钛矿结构锰氧化物La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响.发现Al,Sn掺杂后样品电阻率增加,并且半导体导电区域电阻值与可变程跃迁导电模型符合得较好;同时掺杂样品金属-绝缘转变温度逐步降低,最大磁电阻值比未掺杂样品增大.     

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.     

Nd0.3Sr0.7Mn1-xCrxO3(0.01≤x≤0.15)的低温热导率研究

报道Nd0.3Sr0.7Mn1-xCrxO3(0.01≤x≤0.15)的热导率在10~300K温区内随温度和Cr含量的变化关系.在所测温区,随着Cr掺杂的增加,样品热导率值整体上逐渐减小,但在x=0.15时,出现反弹.热导率值在绝缘体-金属转变附近有很大提高,这个提高随Cr含量的增加逐渐被压制,直到x=0.15消失.分析指出热导率在绝缘体-金属转变附近的提高是由声子热导率和自旋相关热导率两部分贡献的;Cr掺杂通过电荷、晶格和自旋相互作用影响和制约了热导率随温度的变化.结果表明体系中自旋对热导率的调制作用是不可忽略的.     

过渡金属离子掺杂对La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响

研究了过渡金属元素掺杂对层状钙钛矿结构锰氧化物La1.2Ca1.8Mn2O7体系输运性质的影响.实验结果表明不同过渡金属离子掺杂均导致体系的金属-绝缘转变温度降低,电阻率与最大磁电阻值(Cr除外)增加.当掺杂量较高时,磁性Cr、Fe、Co、Ni离子对体系性质的影响与其磁性相互作用密切相关.     

La0.4Ca0.6Mn1-xCrxO3（x=0.00,0.08）的磁电性质研究

用固相反应法制备了La0.4Ca0.6Mn1-xCrxO3（x=0.00,0.08）多晶样品,通过XRD谱、M-T曲线、ρ~T曲线、Lnρ-T-14曲线,研究Cr^3＋替代Mn3＋对La0.4Ca0.6MnO3电荷有序相及电输运性质的影响.实验结果表明：Cr^3＋替代Mn3＋对La0.4Ca0.6MnO3电荷有序相影响...     

Pr0.7Ca0.3MnO3陶瓷晶界势垒的交流特性

采用固相烧结方法制备了Pr1-xCaxMnO3(x=0.3)钙态矿结构锰氧化物陶瓷样品,对其在磁场和电场下的直、交流输运性质做了系统研究.通过测量加磁场和零场下的Ⅰ-Ⅴ曲线,得到其居里温度为150K,与VSM测试结果一致.通过测量加磁场与零场下交流的阻抗频谱,发现加磁场后样品的晶界电阻明显减小,而晶粒电阻几乎保持不变,表明Pr1-xCaxMnO3陶瓷多晶样品的CMR效应源于样品的晶界.为确定晶界处的势垒高度,测量了样品在不同频率下的阻抗温谱,根据Arrhenius定律拟合得出势垒高度为117 meV,与用直流R-T数据拟合得出的激活能一致.     

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.     

La0.7Ca0.3Mn1-xCrxO3 (0.01≤x≤0.60)的低温热导

测量了锰位掺Cr系列巨磁阻多晶样品La0 .7Ca0 .3Mn1-xCrxO3(0 .0 1≤x≤ 0 .6 0 )的热导 ,实验温区 77～ 30 0K .随着Cr掺杂浓度x的增加 ,热导率κ(T)在所测温区内受到的压制变大 ,但当x =0 .6 0时 ,热导值却有较大的回升 ,显示了Cr掺入对晶格结构局部涨落的影响 .随温度降低 ,低掺杂样品在MI(金属 绝缘体 )转变点附近热导率κ(T)由dκ/dT >0变成dκ/dT<0 ,而高掺杂样品无MI转变 ,热导率随温度降低而减小 ,即dκ/dT >0 ,我们认为这是由载流子处于局域或巡游状态时与晶格的相互作用不同而导致的 .     

Spin Glass Behaviour and Spin-Dependent Scattering in La0.7Ca0.3Mn0.9Cr0.1O3 Perovskites

The magnetic, electrical and thermal transport properties of the perovskite La0.7Ca0.3Mn0.9 Cr0.1O3 have been investigated by measuring dc magnetization, ac susceptibility, the magnetoresistance and thermal conductivity in the temperature range of 5-300 K. The spin glass behaviour with a spin freezing temperature of 70 K has been well confirmed for this compound, which demonstrates the coexistence and competition between ferromagnetic and antiferromagnetic clusters by the introduction of Cr. Colossal magnetoresistance has been observed over the temperature range investigated. The introduction of Cr causes the ““double-bump““ feature in electrical resistivity ρ(T). Anomalies on the susceptibility and the thermal conductivity associated with the double-bumps in ρ(T)are observed simultaneously. The imaginary part of ac susceptibility shows a sharp peak at the temperature of insulating-metallic transition where the first resistivity bump was observed, but it is a deep-set valley near the temperature where the second bump in ρ(T) emerges. The thermal conductivity shows an increase below the temperature of the insulating-metallic transition, but the phonon scattering is enhanced accompanying the appearance of the second peak of double-bumps in ρ(T). We relate those observed in magnetic and transport properties of La0.7Ca0.3Mn0.9Cr0.1O3 to the spin-dependent scattering. The results reveal that the spin-phonon interaction may be of more significance than the electron (charge)-phonon interaction in the mixed perovskite system.