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.     

Pr(Sr_(0.2)Ca_(0.8))_2Mn_2O_7纳米颗粒的磁性研究

采用溶胶-凝胶法成功制备了双层钙钛矿锰氧化物Pr(Sr0.2Ca0.8)2Mn2O7纳米颗粒样品,并研究了样品的相结构和显微形貌及样品的磁性.X射线衍射分析结果表明样品中没有出现明显的杂相,SEM分析晶粒平均尺寸约为35nm,EDS测得的样品原子百分比表明成分基本没有偏析,Scherrer公式计算晶粒平均尺寸与SEM测试结果相同约为35nm.在场冷(field cooling FC)和零场冷(zero field cooling ZFC)模式测得的磁化强度-温度(M~T)曲线上,没有观察到300K时电荷有序转变;通过不同温度下磁化强度-磁场强度(M~T)曲线可以清楚的看出,Pr(Sr0.2Ca0.8)2Mn2O7纳米样品在5K和77K时都表现出铁磁行为,表明样品中铁磁(ferromagnetic FM)团簇磁矩已经开始有序排列形成铁磁态.     

钙钛矿锰氧化物(La_(1-x)Eu_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.15)的磁性和电性研究

通过传统固相反应法制备了钙钛矿锰氧化物(La1-xEux)4/3Sr5/3Mn2O7(x=0,0.15)多晶样品,并且对其磁性和电性进行了研究.磁性测量表明:随着温度的降低,样品经历了一个复杂的转变过程,在温度为T*时经历二维短程铁磁有序转变,在温度为TC时进入三维长程铁磁态.随着Eu的掺杂,T*和TC减小,并且样品(La0.85Eu0.15)4/3Sr5/3Mn2O7在低温区表现出自旋玻璃行为.电性质测量表明:在母体La4/3Sr5/3Mn2O7中La位掺杂Eu后电阻率明显变大,金属绝缘转变温度TMI降低,磁电阻峰值增大.这些影响归因于较小的Eu3+离子替代La3+离子导致平均离子半径减小,晶格发生畸变.此外,较小的Eu3+离子优先占据层间岩盐层的R-site,使La3+,Sr3+,Eu3+离子在(La0.85Eu0.15)4/3Sr5/3Mn2O7中的分布更加有序,所以x=0.15的样品的ρ-T曲线只有一个峰.     

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.     

Tb掺杂双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7的磁熵变和电输运性质

研究了Tb掺杂对双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7磁熵变和电输运性质的影响.样品采用传统固相反应法制备,两样品的名义组分可以表示为(La_(1-x)Tb_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.025),磁场为7 T时的最大磁熵变?S_M分别为-4.60 J/(kg·K)和-4.18 J/(kg·K).比较后发现,Tb元素的掺杂使得最大磁熵变值减小,但同时增大了相对制冷温区.电性测量结果表明,x=0.025的样品在高温区的导电机制可以用小极化子模型解释,与母体三维变程跳跃模型不同;当温度降低至三维长程铁磁有序温度(T_c~(3D))附近时,掺杂样品发生金属绝缘相变;掺杂后样品在T_c~(3D)附近,磁电阻取得极大值(约为56%),表明是本征磁电阻效应.     

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.     

钙钛矿型锰氧化物(La_(0.8)Eu_(0.2))_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿型锰氧化物(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7多晶样品,X-射线衍射分析表明,样品(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7结构呈现良好的单相.通过磁化强度随温度的变化曲线(M-T)、不同温度下磁化强度随磁场的变化曲线(M-H)和电子自旋共振谱发现:在300 K以下,随着温度的降低,样品先后经历了二维短程铁磁有序转变(T2D C≈282K)、三维长程铁磁有序转变(T3D C≈259K)、奈尔转变(T N≈208K)和电荷有序转变(T CO≈35K);样品(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7在T N以下,主要处于反铁磁态;在T3D C达到370 K时,样品处于铁磁-顺磁共存态,在370 K以上时样品进入顺磁态.此外,分析电阻率随温度的变化曲线(ρ-T)得到:样品在金属-绝缘转变温度(T P≈80K)附近出现最大磁电阻值,其位置远离T3D C,表现出非本征磁电阻现象,其磁电阻值约为61%.在T CO以下,电阻率出现明显增长,这是由于温度下降使原本在高温部分巡游的e g电子开始自发局域化增强所致.通过对(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7的ρ-T曲线拟合,发现样品在高温部分的导电方式基本遵循小极化子的导电方式.     

纳米Zn_(0.6)Co_xFe_(2.4-x)O_4晶粒的结构相变与磁性研究

采用溶胶 凝胶自燃烧法制备了纳米尺度的锌钴铁氧体Zn0 6 CoxFe2 4 -xO4 (x =0— 0 30 )粉体 ,分别在不同温度下进行了热处理 ,利用x射线衍射仪 (XRD)和振动样品磁强计 (VSM)对其物相结构和磁性进行了测量和分析 .实验结果表明 ,锌钴铁氧体Zn0 6 Co0 1 5Fe2 2 5O4 在 5 5 0— 80 0℃温度区间出现α Fe2 O3过渡相 ,在高于 80 0℃温度时生成单一尖晶石相锌钴铁氧体 ;随钴含量的增加 ,Zn0 6 CoxFe2 4 -xO4 的比饱和磁化强度先增后减 ,x =0 0 75— 0 1 5比饱和磁化强度较高 ;Zn0 6 CoxFe2 4 -xO4 在 1 30 0℃时x =0 0 75的矫顽力为 4 75 2 0A m ,x≥ 0 1 5时矫顽力在 1 2 0 0℃附近随温度缓慢上升 ,在 1 2 0 0— 1 30 0℃之间为平台状态 ,并且随钴含量的增加 ,矫顽力略有升高 .在x =0 1 0附近 ,可同时获得较高的比饱和磁化强度和较高的矫顽力     

Co掺杂对钙钛矿锰氧化物La0.8Sr0.2MnO3磁性的影响

采用传统的高温固相反应法制备La0.8Sr0.2Mn1-xCoxO3（x=0,0.1）系列多晶样品,采用X射线衍射（XRD）测量样品的结构,并用物性测量系统（PPMS）探究样品的磁化强度随温度的变化曲线（M-T）,以及在不同的温度下磁化强度随外加磁场的变化曲线（M-H）。结果表明：当温度高于TG时,样品呈现出纯顺磁态,当TG相似文献   

双钙钛矿氧化物Ba_(2-x)Sr_xFeMoO_6的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了双钙钛矿氧化物Ba2-xSrxFeMoO6(x=0,1,2)的电子结构和磁性。为分析该系列氧化物电子结构和磁性随掺杂浓度的变化规律,在广义梯度近似下计算了其能带结构、态密度和磁矩。其计算结果表明,Ba2-xSrxFeMoO6体系的晶格常数和总磁矩由于Sr掺杂有所降低,与实验结果符合较好。     

Floating zone growth and magnetic and specific heat properties of La0.67Ca0.33Mn1-xFexO3（x=0.00,0.04）single crystals

Single crystals of La_0.67Ca_0.33MnO₃ and La_0.67Ca_0.33Mn_0.96Fe_0.04O₃ were obtained by floating zone method. Laue diffraction pattern and rocking curve of the single crystals show that their quality is good. The magnetic behaviours of these compounds have been studied. Fe doping significantly depresses the magnetic contribution to the total specific heat C_P, but slightly influences the lattice contribution at temperatures above 50K. The peak of C_P shifts towards high temperatures with increasing magnetic field. Both single crystals exhibit the first-order magnetic transition around the Curie temperature.     

层状钙钛矿La1.3Sr1.7Mn2-xCuxO7的磁性及电特性

通过固相反应烧结法成功制备了层状钙钛矿La_1.3Sr_1.7Mn_2-xCu_xO₇多晶,主要研究了其磁电特性.结果表明,样品为Sr₃Ti₂O₇型钙钛矿结构.随着温度的降低,其磁性经历了一个很复杂的转变过程.当x=0时,在T^*=231K出现二维短程铁磁有序,在< 关键词： 层状钙钛矿 磁性 电特性     

层状钙钛矿La1.3Sr1.7Mn2-xCuxO7的磁性及电特性

通过固相反应烧结法成功制备了层状钙钛矿La_1.3Sr_1.7Mn_2-xCu_xO₇多晶，主要研究了其磁电特性.结果表明，样品为Sr₃Ti₂O₇型钙钛矿结构.随着温度的降低，其磁性经历了一个很复杂的转变过程.当x=0时，在T^*=231K出现二维短程铁磁有序，在<     

Ru掺杂La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3的磁性和输运性质

利用固相反应法制备了Ru掺杂La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3(x=0～0.06)的多晶样品,探讨了Ru掺杂对体系结构,输运性质以及磁电阻的影响.多晶X射线衍射证实所有样品均保持简单立方钙钛矿结构.通过零场冷却(ZFC)和加场冷却(FC)下的磁化曲线的测量发现随温度降低样品发生了顺磁(PM)到铁磁(FM)的相变,且样品的居里温度(Tc)随Ru掺杂发生了显著的变化,从x=0.00时的306.7K,下降到x=0.02时的294.3K,紧接着又上升到x=0.04时的302.4K.测得居里温度明显高于La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xMoxO3体系,而且其磁性也大为增强.由零场和外加磁场H=1T测量得到样品的ρ～T曲线表明随温度降低样品同时发生了从绝缘体到金属的转变,绝缘体-金属转变温度低于相应的居里温度.适量的Ru掺杂降低了样品的电阻率,增强了低温时的磁电阻.     

钙钛矿型锰氧化物(La$lt;sub$gt;0.8$lt;/sub$gt;Eu$lt;sub$gt;0.2$lt;/sub$gt;)$lt;sub$gt;4/3$lt;/sub$gt;Sr$lt;sub$gt;5/3$lt;/sub$gt;Mn$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;7$lt;/sub$gt;的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿型锰氧化物 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇多晶样品, X-射线衍射分析表明, 样品(La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇结构呈现良好的单相. 通过磁化强度随温度的变化曲线(M-T)、不同温度下磁化强度随磁场的变化曲线(M-H)和电子自旋共振谱发现: 在300 K以下, 随着温度的降低, 样品先后经历了二维短程铁磁有序转变 (T_C^2D ≈ 282 K)、三维长程铁磁有序转变(T_C^3D ≈ 259 K)、奈尔转变(T_N ≈ 208K)和电荷有序转变(T_CO ≈ 35 K); 样品 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇在T_N以下, 主要处于反铁磁态; 在T_C^3D达到370 K时, 样品处于铁磁-顺磁共存态, 在370 K以上时样品进入顺磁态. 此外, 分析电阻率随温度的变化曲线(ρ-T)得到: 样品在金属-绝缘转变温度(T_P ≈ 80 K)附近出现最大磁电阻值, 其位置远离T_C^3D, 表现出非本征磁电阻现象, 其磁电阻值约为61%. 在T_CO以下, 电阻率出现明显增长, 这是由于温度下降使原本在高温部分巡游的e_g电子开始自发局域化增强所致. 通过对 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇的ρ-T 曲线拟合, 发现样品在高温部分的导电方式基本遵循小极化子的导电方式. 关键词： 磁性 电性 金属-绝缘转变温度 电子自旋共振     

Electric and magnetic behaviour in double doped La2/3＋4x/3Sr1/3-4x/3Mn1-xMgxO3

The double-doped La2/3＋4x/3Sr1/3-4x/3Mn1-xMgxO3 samples with fixed Mn^3＋/Mn^4＋ ratio equal to 2/1 are investigated by means of magnetism and transport measurements. Phase separation is observed at temperature higher than T^onset c for x = 0.10 and 0.15. For x = 0.10, rather strong phase separation induces drastic magnetic random potential and results in the localization of carriers. Thus, the varlable-range hopping process dominates. For other samples, there is no or only weak phase separation above T^onset c. Thus, thermal activation mechanism is responsible for the high temperature transport behaviour. For x = 0.20 and 0.25, unexpected AFM behaviour is observed at low temperature. All these results are well understood by considering the special role of the ＂double-doping＂.     

Magnetic and transport properties of Dy substituted layered perovskite La1.3Sr1.7Mn2O7

The effect of Dy substitution for La site in layered manganese oxides La1.3-x Dyx Sr1.7 Mn2O7 on the magnetic and electrical properties has been investigated.With the La 3+ substituting by Dy3+,the long range three-dimensional ferromagnetism transition and the insulator-metal transition disappear.These effects are attributed to the lattice distortion due to the substitution of the smaller Dy3+.Addtionally,the small Dy3+ is inclined to occupy the R site which is in the rock-salt layer,then the distribution of La,Sr,Dy ions in Dy-doped sample should be more orderly than that in La1.3 Sr1.7 Mn2O7,so there is only one insulator-metal transition in the ρ-T curve of the sample with x = 0.05 and x = 0.1.     

钙钛矿锰氧化物(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7 (x=0, 0.025) 磁性和输运性质研究

采用传统的高温固相烧结法制备了双层钙钛矿锰氧化物(La_1-xGd_x)_4/3Sr_5/3Mn₂ O₇ (x=0, 0.025)多晶样品. 通过X射线衍射仪研究发现样品为Sr₃Ti₂O₇型四方结构, 空间群为I4/mmm; 磁性测量表明, Gd³⁺掺杂后的样品(La_0.975Gd_0.025)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇的三维磁有序转变温度(T_C1^3D)、磁化强度(M)均降低, 这是由于Gd³⁺的掺杂引起晶格的畸变, 从而使得晶格常数发生改变, 减弱了铁磁耦合而导致的; 通过电子自旋共振谱测量发现, 在T_C^3D<T<300 K温度范围内, 两样品在顺磁的基体上均有短程的铁磁团簇存在, 出现了相分离现象. 电性测量表明: 两样品分别在T_C1^3D (La_4/3Sr_5/3Mn₂O₇ 样品的三维磁有序转变温度, T_C0^3D)<T<300 K温度范围内均以三维变程跳跃的方式导电, 分析得出Gd³⁺的掺杂使得载流子局域长度的减小. 这表明载流子需要吸收更多的能量才能克服晶格的束缚进行跳跃, 因此(La_0.975Gd_0.025)_4/3Sr_5/3Mn₂ O₇ 样品的电阻较高.