Y0.125Ca0.875MnO3体系的输运性质与铁磁自旋玻璃行为研究

研究了类稀土锰氧化物Y0.125Ca0.875MnO3的输运性质和磁特性。结果表明,外加磁场对体系的电输运性能有较大影响,在低温时样品表现出磁电阻效应。在外磁场的诱导下,随温度的降低,体系发生了明显的绝缘-金属(I-M)相变,并且在25K出现了类近藤现象。热磁测量表明零场冷(ZFC)和场冷(FC)的磁化强度曲线在118K出现分叉现象。测量了不同频率下的升降温过程的交流磁化率,结果显示在108K附近出现自旋玻璃态。     

晶粒尺寸对Pr0.5(Ca0.47Ba0.03)MnO3中台阶效应的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的Pr0.5(Ca0.47Ba0.03)MnO3多晶样品.对样品进行电阻测量发现,随颗粒边界的减小,其电阻率随磁场的变化即ρ(H)曲线上台阶数目和位置发生变化;实验同时发现,热循环对样品低温下的基态也有很大的影响.实验结果表明,颗粒尺寸大小,可以有效地调节反铁磁相(AFM)和铁磁相(FM)之间的相互作用,从而对台阶效应产生影响.进一步证明了台阶效应与相应力有关.     

钙钛矿锰氧化物La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3的结构与磁性研究

本文利用溶胶-凝胶法制备了名义成分为La_(2/3)Sr_(1/3)Fe_xMn_(1-x)O_3(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.5)的系列样品,样品先后经过773,873,1073 K热处理,热处理时采用缓慢升温方式,X射线衍射分析表明,该系列样品均为单相钙钛矿结构,空间群为R3c,利用X'Pert HighScore Plus软件计算了样品的晶粒尺寸、晶格常数、晶胞体积及键长、键角,利用物理性能测量系统测量了样品的磁性,发现样品在10K的磁矩随掺杂量的增加而减小,但存在两个明显不同的变化区域:从x=0到x=0.2时,平均每个分子的磁矩从2.72μB迅速下降到0.33μB,居里温度从327 K下降到95 K,下降了232 K;而从x=0.2到x=0.5时,平均每个分子的磁矩从0.33μB缓慢下降到0.05μB,居里温度从95K下降到46K,只下降了49K,我们认为Fe与Mn离子磁矩反平行是样品磁矩随Fe掺杂量增加而下降的原因之一。     

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。     

Ba2+掺杂钙钛矿Bi0.5Ca0.5MnO3多晶材料的结构、磁性和输运性质研究

本文系统地研究了具有电荷有序(CO)和C型反铁磁(AFM)磁结构的钙钛矿锰氧化物Bi0.5Ca0.5-xBaxMnO3(x=0,0.03,0.05,0.07 and 0.10)的结构、磁性和电输运性质.系统晶格对称性保持Pnma空间群正交结构不变.随着Ba掺杂浓度的提高,电荷有序转变温度和反铁磁转变温度明显降低,表明掺...     

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.     

热处理对钙钛矿锰氧化物La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3离子价态和磁结构的影响

对于磁性氧化物的磁有序,传统的观点用超交换相互作用(SE)和双交换相互作用(DE)模型进行解释,其出发点都建立在全部氧离子是-2价的基础上.例如,对于LaMnO_3,认为其中的La和Mn都处于+3价,用SE模型解释相邻Mn~(3+)离子间的反铁磁序;当以二价的Sr离子替代一部分La离子后,认为等量的Mn~(3+)离子变为Mn~(4+)离子,用DE模型解释相邻Mn~(3+)和Mn~(4+)离子间的铁磁序.然而,事实上在氧化物中存在一部分负一价氧离子.Cohen[Nature 358 136]利用密度泛函理论计算了BaTiO_3的价电子态密度,结果得到只有Ba离子的化合价与传统观点相同,为+2价;而Ti和0分别为+2.89价和-1.63价,不是传统观点的+4价和-2价,但是与多年来关于氧化物电离度的研究[Rev.Mod.Phys.42 317]和X射线光电子谱(XPS)的研究结果相符合.本文经过不同热处理条件制备了名义成分为La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3的三个样品,通过对样品的XPS分析,发现样品中不存在Mn~(4+)离子,只存在Mn2+和Mn~(3+)离子,平均价态随热处理程序的增加而升高.尽管三个样品有相同的晶体结构,但磁矩明显不同.对于这样的性能,不能用SE和DE模型解释其磁结构.利用本课题组最近在研究尖晶石结构铁氧体磁有序过程中提出的O 2p巡游电子模型解释了这种现象,利用样品在10 K的磁矩估算出的Mn离子平均价态变化趋势与XPS分析结果一致.O 2p巡游电子模型的出发点建立在氧化物中存在一部分负一价氧离子的基础上,这是其与SE和DE模型的根本区别.     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的各向异性应变与电荷有序

本文采用脉冲激光沉积法在NdGaO3(001)单晶衬底上制备了一系列的La0.67Ca0.33MnO3薄膜,实验主要研究了薄膜的输运性质.La0.67Ca0.33sMnO3块材是铁磁金属基态,而La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)薄膜由于各向异性应变的存在,可以观测到电荷有序绝缘相的出现.薄膜样品表...     

双层钙钛矿锰氧化物Nd2-2xCa1+2xMn2O7(x=0.4,0.5)的磁相变特性

利用固相反应法制备了Nd2-2x Ca1+2x Mn2O7(x=0.0-0.9)多晶样品,通过FULLPROF程序对样品X射线衍射图谱进行了精修,样品的空间群为14/mmm.测量了样品x=0.4,0.5的磁性(5K相似文献   

(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.     

Transport properties of La 1 - x Ca x MnO 3 ( 0.5 ? x < 1)

The transport properties of the La_1-xCa_xMnO₃ ( 0.5 ? x < 1) system in magnetic fields up to 14 T were studied. We found that the relationship between the charge ordering temperature T _CO and Mn⁴⁺ content n _{Mn4 +} obeys the formula T _CO / T _max = 1 - a ( n _{Mn4 +} - n ₀ ) ² , here n₀ and a are constants and T _max is the maximum of T _CO . For x = 0.65, T _CO arrives at the maximum value of 249.5 K in zero magnetic field, while the charge ordered (CO) state is most stable around x = 0.75. For x = 0.5 when H < 6 T the resistivity displays Mott's variable-range hopping (VRH) behavior, when 6 < H < 12 T it is suggested that two kinds of conduction mechanism, i.e., VRH and magnetic polarons, coexist in the material, and when H > 12 T the resistivity shows metallic-like behavior and the transport mechanism is attributed to coexistence of magnetic polarons and free carriers. For x = 0.95, the conduction mechanism accords with the coexistence of VRH and magnetic polarons. Received 4 January 2002 and Received in final form 28 January 2002     

（La0．6Nd0．4）0．7Sr0．3MnO3薄膜的厚度依赖的结构与输运性

厚度为6～100 nm的(La0.6Nd0.4)0.7,Sr0.3MnO3(LNSMO)薄膜是由脉冲激光沉积生长在SrTiO3[STO(001)]衬底上.X-射线衍射(XRD)线扫描、ω-摇摆曲线和倒空间衍射显示,随着膜厚(t)的变化,薄膜的结构经历了由完全应变到部分弛豫的变化.电阻测量显示存在两个不同的厚度依赖的金属-绝缘体转变温度(Tp),对于应变的薄膜(t≤17 nm),Tp敏感地依赖于双轴应变和膜厚;而对较厚的薄膜(t≥35nm),Tp对于膜厚是较小敏感的.这个厚度依 赖的输运性的变化可被解释为菱形LNSMO的角度畸变诱导的应变和弛豫.我们的结果表明金属-绝缘体转变温度和相分离都受薄膜的应变态控制.     

A位Eu掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电输运的影响

采用传统的固相反应法制备出了高质量的La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3(其中x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20)系列样品,并对其进行了XRD,电阻-温度测量.实验结果表明,随着Eu掺杂量的增加,样品的金属-绝缘体转变温度朝低温附近移动,峰值电阻增加.通过对A位平均离子半径和尺寸无序度的计算,我们发现,由Eu掺杂导致A位平均离子半径〈rA〉减小,尺寸无序度σ2增大,使晶格畸变加剧,从而削弱了eg巡游电子在Mn3 和Mn4 之间的跃迁,同时促进了自旋极化子的形成.我们还对样品电阻-温度曲线的高温部分进行了拟合,对于x=0.00的样品,曲线可以用非绝热近似下的小极化子模型拟合;当掺杂量为x=0.05,0.10,样品的导电机理符合变程跳跃模型;进一步加大掺杂量,当x=0.15,0.20时,样品的电输运行为可以用晶格极化子与自旋极化子共存来解释.     

A study of the microstructure of La1 − x Ca x MnO3 (x = 0.5, 0.8) solid solutions

HREM and XPD methods are used to study the microstructure of La_{1 − x} Ca _x MnO₃ perovskite-like oxides synthesized by pyrolysis of polymer-salt compositions. The XPD data show that the samples studied are single-phase solid solutions. Morphological transitions are observed in series of samples depending on the substitution parameter x. At 0 ≤ x ≤ 0.4 the samples can be characterized by rhombic symmetry (space group Pnmb); at 0.5 ≤ x ≤ 0.8 the symmetry increases to the tetragonal space group I4/mmm; at 0.9 ≤ x ≤ 1 the symmetry lowers to the monoclinic space group P1121. Heating of samples with x = 0.5 and 0.8 up to 1200°C in air does not lead to noticeable changes in the sample structure, which indicates their high thermal stability. When the La_0.2Ca_0.8MnO₃ sample is heated to 1100°C in vacuum nanocrystalline states with particle disintegration into microphases of different structures form because of a partial decomposition of the solid solution. As a result, a system of Mn₃O₄ nanoparticles appears, which is coherently bound with the perovskite phase of a defective structure.     

Orbital-order-induced metal-insulator transition in La(1-x)Ca(x)MnO3

We present evidence that the insulator-to-metal transition in La(1-x)Ca(x)MnO3 near x approximately 0.2 is driven by the suppression of coherent Jahn-Teller distortions, originating from d-type orbital ordering. The orbital-ordered state is characterized by large long-range Q2 distortions below T(O'- O*). Above T(O'- O*) we find evidence for coexistence between an orbital-ordered and an orbital-disordered state. This behavior is discussed in terms of electronic phase separation in an orbital-ordered insulating and an orbital-disordered metallic state.     

具有不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/3MnO3多晶样品阻温关系的Monte Carlo模拟

用溶胶-凝胶法制备了具有不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/3MnO3多晶样品,并测量了该系列样品的电阻随温度的变化关系.借助Monte Carlo方法随机生成的无规电阻网络模型,对具有不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/3MnO3多晶样品的电阻温度关系进行了模拟,模拟的结果同实验有非常好的一致性,在此基础上就颗粒边界效应对其电输运性质的影响进行了讨论.     

(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.     

Metal-insulator transition in electron-doped Ba1−x La x MnO3 compounds

Electron-doped (Ba_1−x La _x )MnO₃ compounds were prepared for x=0−0.5. Measurements of X-ray diffraction (XRD) at room temperature and temperature variation of dc electrical resistivity down to 20 K were carried out. Samples with x=0.2–0.5 exhibit metal-insulator (M-I) transition. The maximum M-I transition temperature (T _c) of 289 K was observed for 30% of La doping (x=0.3). XRD patterns of these samples (x=0.2−0.5) were analyzed using Rietveld refinement. These samples are found to be mostly in single-phase form with orthorhombic symmetry (space group Pbnm). We have found strong correlation between Mn-O-Mn bond angles and T _c of M-I transition. The resistivity data below T _c could be fitted to the expression ρ=ρ ₁+ρ ₂ T ² and this shows that double exchange interaction plays a major role even in Mn⁴⁺-rich compound. Above T _c the resistivity data were fitted to variable range hopping and small polaron models.     

(La1-x Yx)0.5Sr0.5MnO3体系的结构和输运性质研究

实验研究了La0.5Sr0.5MnO3体系La位上Y掺杂对电荷有序相的影响。结果表明掺杂量为0．15以下时，样品均呈现金属—绝缘体转变行为；当掺杂量为0．2，0．25时样品中出现了电荷有序相，通过对样品的结构和输运特性的仔细研究，发现有三种因素对其输运特性具有重要影响：带宽即＜rA＞，eg电子的轨道，无序度δ^2，同时，实验结果表明电荷有序相的形成是因为电子之间的强关联作用的结果。     

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.