Nd0.67Sr0.33MnOy(y<3.0)中的自旋相关电致电阻效应

用固相反应法制备系列Nd_0.67Sr_0.33MnO_y(y = 3.00—2.80)多晶样品.样品输运性质表现出自旋相关电致电阻特征.对氧含量等于化学计量样品，在测量温度范围内电阻不随负载电流变化，I-V曲线符合线性欧姆定律.对氧含量低于化学计量样品，当高于某一特征温度时，电阻变化符合线性欧姆定律；但低于这一特征温度时，电阻大小与负载电流有关，I-V曲线偏离线 关键词： 钙钛矿结构锰氧化物 电致电阻效应 自旋相关界面输运 氧缺陷     

Nd0.7Sr0.3MnO3中显微结构相关电致电阻效应

用固相反应和高能球磨合成后续热处理两种方法分别得到钙钛矿结构Nd_0.7Sr_0.3MnO₃氧化物.两种不同方法得到的多晶样品,虽然晶体结构相同,化学成分和晶粒大小相近,但它们电输运性质却表现出很大差异.用固相反应法制得的样品的电阻几乎不随负载电流的变化而变化,即不表现电致电阻行为;而通过高能球磨合成后续热处理方法得到的样品电阻随外加电流增大而急剧减小,出现显著电致电阻效应.产生这种截然不同电输运特性的原因可能与样品的显微结构和界面性质有关. 关键词： 电致电阻效应 显微结构 钙钛矿结构锰氧化物 界面电阻     

La_(0.67)Ba_(0.33)Mn_(1–x)Zn_xO_3的磁性和电输运性质北大核心CSCD

采用传统固相反应法制备了La0.67Ba0.33Mn1–x Znx O3(0≤x≤0.2)多晶样品,系统研究了Zn掺杂对于多晶样品的结构,磁性和电输运性质的影响.XRD衍射表明样品均具有单一的立方钙钛矿结构.在外加磁场(H=1000Oe)环境中测得的磁化强度温度(M^T)曲线表明,在5~350K的温区内所有样品均发生了顺磁相(PM)到铁磁相(FM)的转变.样品的居里温度(TC)和磁化强度随着Zn的掺杂量的增加呈现下降的趋势,当x=0.1时,样品的TC和磁化强度与未掺杂的样品相比下降的幅度不大.但是当x=0.2时,样品的TC和磁化强度都发生明显的下降.从零场(H=0T)和外加磁场(H=2T)下测得的电阻温度曲线可见,样品在测量的温区范围内均发生绝缘相到金属相的转变.随着掺杂量的增加绝缘-金属相转变温度(TIM)向低温区移动,但是样品的电阻逐渐增大.所有样品在TIM附近呈现均出现磁电阻(MR)峰,随着Zn的掺杂量的增加MR值由x=0时的-22%(T=314.5K)增加到x=0.2时的-73%(T=80K),且样品的磁电阻温区被明显拓宽.     

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     

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.     

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.     

钙钛矿(La1-yTby)0.67Sr0.33MnO3的超巨磁电阻效应

采用固相反应烧结法制成了钙钛矿(La_1-yTb_y)_0.67Sr_0.33MnO₃(y=0—1)多晶样品.研究了样品的微观结构,常温、低温下的磁性,样品的磁电阻随温度、成分的变化关系,电阻随温度变化特性等.并在y=0.40样品中,170K附近、最大磁化场为7T时,观察到了900%的巨磁电阻. 关键词：     

含氮-空位缺陷锯齿状石墨烯纳米条带中负微分电阻和自旋过滤效应

采用第一性原理和非平衡格林函数方法,系统研究了含氮空位缺陷锯齿状石墨烯纳米条带的自旋极化输运特性．理论计算结果表明边界非对称的这类石墨纳米条带的基态具有铁磁性,由其构建的分子结中负微分电阻效应具有鲁棒性,是电极局域的态密度及依赖偏压的散射区-电极耦合作用结果．此外,在特定偏压区域还观察到几乎完美的自旋过滤效应．     

Ag/Nd0.7Sr0.3MnO3陶瓷界面电输运性质研究

用渗银和银胶接触两种方法分别在多晶Nd_0.7Sr_0.3MnO₃陶瓷样品上制作电极,用两线和四线模式对两种接触界面的直、交流特性进行测量.结果发现:渗银电极与陶瓷样品之间具有很好的欧姆接触特性,两线、四线模式下的电阻测量值相近,并且没有电脉冲诱导电阻转变(EPIR)效应;而用银胶接触作电极时,V-I曲线表现出关于原点对称的非线性特征,并出现稳定的室温EPIR效应.两种不同方法制备的电极在交流电场下的输运也有很大差异:渗银电极阻抗 关键词： 界面 接触电阻 EPIR效应 钙钛矿结构锰氧化物     

Ti/Pr0.7Ca0.3MnO3/La0.67Sr0.33MnO3/Pt异质结电致电阻效应的改善

采用脉冲激光沉积技术制备了Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/Pt和Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/La_0.67Sr_0.33MnO₃/Pt异质结并研究了La_0.67Sr_0.33MnO₃功能插层对异质结电致电阻特性的影响. 实验结果表明La_0.67Sr_0.33MnO₃功能层的引入有效提高了器件的电阻转变特性,尤其是电阻转变率和疲劳性得到了极大的改善. 对La_0.67Sr_0.33MnO₃插层改善电致电阻转变特性的机理进行了定性的分析. 关键词： 电致电阻效应 电阻转变比率 疲劳特性     

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     

氧化物电致电阻变换与自束缚载流子

在多种氧化物材料和器件中观察到了可重复、可复制和可反转的电致电阻变换或电阻开 关(resistance switching) 行为,这种行为可能应用于不丢失信息存储,因此得到了广泛关注。由 于材料和样品结构的多样性和观察到的氧化物电致电阻变换效应显现出多层次的行为,这为分析 驱动机制带来了复杂性。目前,提出了多种假设来解释氧化物电阻变换效应,而最广泛使用的是 的氧空位扩散（负离子迁移）形成导电细丝的模型,而导电细丝的形成和破坏对应于电阻变换效 应的“开”与“关”。然而,分析不同实验组发表的大量实验结果清楚表明,氧化物电致电阻变换 存在着不依赖电场极性、电致电阻变换下锰氧化物材料的电阻下降以及材料离子化学态的发生变 化等重要特征。这些实验结果展示的共有主要特征清楚说明,氧化物电致电阻变换的机制应该不 是电场下氧空位迁移形成导电细丝模型所描述的。认真分析和可调整超导、磁学性质等结果都表 明,我们应该考虑载流子注入效应。虽然彻底理解氧化物电致电阻变换行为仍然需要进一步的研 究工作,但载流子注入与自束缚载流子观点描绘出了相当合理的图像, 来理解观察到的大量不同 研究组发表的多种多样氧化物电致电阻变换行为实验结果。综合来看,外加电场下氧化物的电阻 变换与引起的相关现象可能会开辟出一个奇异的全新研究与应用领域。     

Ag复合对La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg体系电输运和室温磁电阻效应影响

文中采用甘氨酸-硝酸盐法分别制备了La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg纳米复合材料(x=0;0.1;0.2;0.3).通过X射线衍射、扫描电子显微镜和磁电阻效应测试,对合成产物的结构及性能进行表征.结果表明,随Ag复合量增加,样品均为正交钙钛矿结构,低场室温磁电阻效应增强,电阻率减小.     

电致电阻效应及其机理研究

在简单的金属/金属氧化物/金属三明治结构中,研究发现施加电压能够改变器件的电阻,而且这种改变是持久的且是可逆的。     

BaTiO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_(3-δ)复合薄膜的磁致电极化和磁介电特性研究

采用脉冲激光沉积法制备了BaTiO_3(BTO)与缺氧的铁磁绝缘态La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_(3-δ)(LSMO)构成的磁电复合薄膜,研究了20—300K温度区间内磁场对电极化特性和介电特性的影响.研究发现,施加磁场使得电滞回线的剩余极化强度和矫顽场均增大,其变化率峰值分别为111.9%和89.6%,峰值温度分别为40K和60K.异质结具有显著的磁介电效应,在测量温度区间内,磁场使得介电常数增大,介电损耗减小.在0.8T场强下,介电常数的最大磁致变化率出现在60K,达到了300%,而介电损耗也在此温度实现了最大变化,减小为零场时的50.9%.该磁电复合薄膜的磁致电极化和磁介电特性的极值均出现在LSMO层的磁电阻峰值温度附近,这说明磁场对电滞回线和介电参数的调制应该源自电荷相关的耦合作用.其可能的机理是磁场使得锰氧化物中的Mn离子局域磁矩趋于有序排列,并通过自旋-轨道耦合以及界面效应间接影响了BTO的电极化特性.研究结果对于多铁器件的开发和应用具有重要意义.     

Ag和K掺杂对La4/5Sr1/5MnO3电输运性质及磁电阻的影响

用固相反应法制备La4/5Sr1/5MnO3及在其A位分别掺K、Ag系列样品,通过X射线衍射(XRD)谱,电阻率-温度(ρ～T)曲线,磁电阻-温度(MR～T)曲线,研究了在A位同时掺入一价、二价元素而保持Mn3+/Mn4+比值(摩尔比n(A)/n(B))不变的钙钛矿锰氧化物体系A位离子半径及A位离子的无序度σ2对电输运性质及磁电阻的影响.结果表明:A位离子的无序度σ2对电输运性质的影响比A位平均离子半径对电输运性质的影响大;电阻率曲线出现双峰是由于表面相电阻率与体相电阻率竞争的结果;MR的温度稳定性是本征磁电阻与隧穿磁电阻竞争的结果;掺K样品在253～175K温区MR从8.1%缓慢上升到9.5%,掺Ag样品在260K以下温区MR都在7.4%以上,纯的La4/5Sr1/5MnO3样品在318～259K温区MR都在7.0%以上,在如此宽温区MR几乎不变有利于MR的实际应用.     

Pd/Ag掺杂的La0.67(Ca0.65Ba0.35)0.33MnO3体系电特性和磁电阻增强效应

系统研究了xAg-La_0.67(Ca_0.65Ba_0.35)_0.33MnO₃和xPd-La_0.67(Ca_0.65Ba_0.35)_0.33MnO₃(xAg-LCBMO和xPd-LCBMO)两种复合体系的电特性和磁电阻特性. 结果发现,Pd和Ag的掺杂都引起电阻率的大幅降低和峰值电阻率温度的升高,这主要源于晶粒边界/表面良导体金属晶粒的析出. 另外,Pd和Ag的掺杂都引起室温磁电阻的大幅增强. 尤其是27%摩尔比的Ag掺杂诱导了高达70%的室温磁电阻,几乎是未掺杂母体LCBMO的10倍,而27%摩尔比的Pd掺杂诱导产生了更高的磁电阻,约170%. 磁电阻的大幅增强,与良导体金属掺杂引起的样品电阻率的降低有关. 另一方面,晶粒表面/边界Mn离子与Pd离子接近诱导Pd离子的自旋极化对磁电阻的增强起了重要的促进作用.     

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.     

La0.67Ca0.33Mn1-xCrxO3(0.0≤x≤0.15)中异常的CMR效应

我们研究了Mn位掺Cr体系La0.67Ca0.33Mn1-xCrxO3（0．0≤x≤0．15）的磁怀和磁电阻性质,发现Cr掺杂对居里温度Tc影响不明显,但是导致了反常的电输运和磁电阻行为,随着Cr含量的增加,起始电阻率峰向低温移动,同时电阻率出现一个附加峰,在磁场作用下,两个电阻率峰被强烈压缩,导致CMR效应中出现双峰,并且CMR效应的温区被极大地拓宽,从低温直到接近室温,这个结果表明：Mn位元素替代是调节CMR效应的有效方法。     

钙钛矿锰氧化物(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3体系中的铁磁再入现象

研究了(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3(0≤x≤0.5)体系的X射线衍射谱,Raman吸收谱和电输运特性.通过电输运性质的测量给出了金属绝缘转变温度Tm与A位离子平均半径之间的关联.结果表明,La3 离子的掺杂压制低温下的电荷有序,导致金属绝缘转变开始出现,且随掺杂浓度的增加,金属绝缘转变(MI)温度(Tm)向高温区移动,对应的峰值电阻率ρp降低.X射线衍射谱和电输运特性均表明,La3 离子的掺入使得A位平均离子半径(〈rA〉)增大,导致局部晶格畸变减小.在掺杂量0.3≤x≤0.5的区域范围内,随着x的增加,双交换作用逐渐增强,有利于低温下铁磁态的形成.但热循环实验的研究结果表明,这种铁磁态属于亚稳态,在能量上反铁磁态比铁磁态更稳定.