钙钛矿锰氧化物La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)的磁性和电性研究北大核心CSCD

采用固相反应法制备双层钙钛矿La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度变化曲线(M-T)、不同磁场下的磁化率乘温度与温度的变化曲线(χT-T)以及不同温度下磁化强度与外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究.结果表明,样品的三维磁有序温度(T=350K)对应铁磁团簇的居里温度.FM-AFM转变温度(T=208K),出现了相分离,样品在低温部分出现了团簇玻璃行为.从磁化率随温度的变化图和磁化强度随温度的变化图中可以明显看出,在100K^TN(奈尔温度)之间,样品磁化率和磁化强度随温度降低而减小,因此FM减弱,AFM增强。在不同磁场下,TN以下(100K^TN)的χT值随温度的降低而减小,χT值在TN以上(208K^380K)随温度的降低而增加.通过对样品的电性分析发现,样品在0T与1T时的电阻率随温度的变化曲线(ρ-T),随温度的降低,无论是否施加外场,样品的电阻率都出现了一个峰值,这表明样品存在金属绝缘转变,不同的是施加外场后(1T),样品的电阻率降低.对该样品高温部分的ρ-T曲线进行拟合后发现,样品在高温部分的导电方式遵循热激活模型的导电方式.     

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.     

双层钙钛矿锰氧化物LaDy_(0.2)Sr_(1.8)Mn_2O_7的磁性和电性研究

双层钙钛矿锰氧化物LaDy_(0.2)Sr_(1.8)Mn_2O_7是采用传统固相反应法制备得到的多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度变化曲线(M-T)以及不同温度下磁化强度与外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究.结果表明,在15K~375K的整个温度测量范围内,在类Griffiths相温度(T_G≈350K)以上,样品处于纯顺磁态;在奈尔温度(T_N≈200K)~T_G范围内,随温度的降低,样品的铁磁性逐渐增强;在T_N以下,随温度的降低,样品出现了团簇玻璃行为,反铁磁性增强,铁磁性减弱,系统处于反铁磁-铁磁共存态.另外,通过居里外斯拟合以及Griffiths相模型拟合,发现样品在T_G以下存在类Griffiths相.通过对样品LaDy_(0.2)Sr_(1.8)Mn_2O_7电性的分析发现,磁电阻会受到掺杂的影响而减小,由于掺杂量过大,使得金属-绝缘温度消失了,从而样品表现出了绝缘态的特性.     

双层钙钛矿锰氧化物(La_(1-x)Eu_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0.0,0.1,0.2)的磁性和电输运性质研究

采用固相反应法制备双层钙钛矿(La_(1-x)Eu_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0.0,0.1,0.2)多晶样品,并研究其结构,磁性和电输运性质.XRD结果表明,三个样品均为良好的单相结构.样品(La_(1-x)Eu_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0.0,0.1,0.2)在低温区的ZFC曲线和FC曲线出现明显分歧,表现出团簇自旋玻璃的特征.对电阻率-温度曲线的拟合结果表明,三个样品在高温区的导电机制不同.我们认为这是由于半径较小的Eu~(3+)离子替代La~(3+)离子使La位离子平均半径减小,引起晶格发生畸变,同时,Eu~(3+)离子倾向于占据钙钛矿层与岩盐层之间的R-位,使La~(3+),Sr~(3+),Eu~(3+)离子在掺Eu样品中的分布更加有序导致的.     

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.     

钙钛矿钴氧化物La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)的磁性和电输运性质

本文采用传统固相反应法制备多晶La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1,0.15)系列样品,通过测量其磁化强度与温度变化曲线(M~T)、磁化强度与外场变化曲线(M~H)、电子自旋共振谱(ESR)和电阻率与温度变化曲线(ρ~T)对样品的磁性和电输运性质进行了研究.结果表明:由于Nd~(3+)离子掺杂,使得系统中Co~(3+)和Co~(4+)离子之间的铁磁耦合增大,自旋与晶格的耦合作用增强,从而导致掺杂前后样品的磁性方面发生了改变:样品的铁磁转变温度TC和磁熵变值|ΔSM|均随掺杂量x的增加而增大,三个样品的TC分别为:190K、205K和233K,x=0.0样品在TC附近的相变为二级相变,x=0.1和x=0.15样品在TC附近的相变为一级相变.同样的,Nd~(3+)离子掺杂使得样品在电输运性质方面也发生了改变:由于Nd~(3+)离子掺杂,体系内Co离子的自旋态和无序性等均发生改变,从而使x=0.1样品中铁磁导电区域增大,尽管x=0.0和x=0.1样品均表现出绝缘体行为,但是随着掺杂量x的增加,电阻率大幅降低.     

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。     

双层钙钛矿锰氧化物La1.2-xDyxSr1.8Mn2O7(x=0.05)多晶的磁性研究

多晶样品La1.2-xDyxSr1.8Mn2O7(x=0.05)采用传统固相反应法制备,通过测量样品的磁化强度与温度变化曲线(M-T)以及不同温度下磁化强度与外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究。研究发现,在15 K-400 K的测量温度范围内,在类Griffiths相温度(TG≈360 K)以上,样品处于纯顺磁态;在奈尔温度(TN≈183 K)- TG范围内,系统处于反铁磁-铁磁共存态,存在类Griffiths相,随温度的降低,样品的铁磁性逐渐增强;在TN以下,随温度的降低,铁磁性逐渐减弱,反铁磁性增强,样品呈现出了团簇玻璃行为。另外,在居里温度Tc≈210 K附近,系统发生了二级相变,样品在7 T外加磁场下的最大磁熵变绝对值为0.6 J/(kg·K)。     

双层钙钛矿(La_(1-x)Gd_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.05)的相分离

采用传统固相反应法制备(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7(x=0,0.05)多晶样品,并通过测量样品的磁化强度与温度的变化曲线(M-T曲线)、电子自旋共振谱(ESR谱)和电阻率与温度的变化曲线(ρ-T曲线),研究了x=0和x=0.05样品的相分离现象.研究结果表明,两样品在低温部分出现了反铁磁与铁磁相互竞争的现象,体现出团簇自旋玻璃态的特征.x=0和x=0.05样品分别在125—375 K和100—375 K范围内观察到类Griffiths相,同时发现掺杂使得三维铁磁有序温度(T3Dc0≈125 K和T3Dc1≈100 K)降低,而对类Griffiths温度(TG≈375 K)没有明显影响.在TG温度以上两样品均表现出纯顺磁特性.其电特性表明,x=0样品在整个测量范围内出现两次绝缘-金属转变,这是由钙钛矿锰氧化物共生现象所致.而x=0.05样品只出现一次绝缘-金属转变,表明掺杂能抑制共生现象的产生.通过对ρ-T曲线的拟合发现两样品在高温部分的导电方式基本都遵循三维变程跳跃的导电方式.     

钙钛矿锰氧化物Lao.8-x Eux Sro.2MnO3(x=0,0.05)的磁性和磁熵变研究

本篇文章主要研究钙钛矿氧化物La_(0.8-x)Eu_xSr_(0.2)MnO_3(x=0,0.05)中A位掺杂铕(Eu)后对样品的磁性和磁熵变的影响.采用传统的固相反应法制备多晶样品,根据数据拟合得到XRD图像和晶格参数,通过对两样品的M-T曲线和M-H曲线研究发现:x=0和x=0.05两样品在高温区均表现出顺磁性,居里温度T_c分别为283 K(x=0)和284 K(x=0.05),且在居里温度附近表现出铁磁性.随着掺杂量增加,样品的居里外斯温度降低(θ_(x=0)=322 K、θ_(x=0.05)=304 K),表明Eu~(3+)掺杂改变了系统内的铁磁耦合.在7 T磁场下磁熵变的最大值分别为2.73 J/kg·K和4.19 J/kg·K,表明Eu~(3+)掺杂使得最大磁熵变值增大.对比制冷效率,发现该系列样品具有作为磁制冷材料的潜质.     

Mn_(1-x)Zn_xCr_2O_4(0.0≤x≤1.0)晶体结构与磁性研究

通过固相反应法制备了尖晶石氧化物Mn1-xZnxCr2O4(0.0≤x≤1.0)多晶系列样品,并对其晶体结构和磁性进行了系统研究.研究结果表明,系列样品具有立方尖晶石结构,随Zn掺杂浓度x增大,晶格常数单调减小,体系的阻挫因子逐渐增大.低温下MnCr2O4表现为共线亚铁磁和螺旋亚铁磁的共存.当x≤0.4时,随着x增大,4.5T磁场下所测量的磁化强度逐渐减小,矫顽力逐渐增大,表明体系中的螺旋亚铁磁成分逐渐增多.随着x进一步增加,样品x=0.6和0.8表现为自旋玻璃态特征,最终在x=1.0时转变为强阻挫的反铁磁态.     

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。     

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La1.3Sr1.7Mn2-xCuxO7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*=231 K出现二维短程铁磁有序,在Tc=114 K出现三维长程铁磁有序,在TN=56 K出现倾斜的反铁磁转变.当x=0.05时,Cu替代使得T*,Tc和TN减小.其电特性表明,La1.3Sr1.7Mn2-xCuxO7多晶呈现出双峰现象,这是由于钙钛矿结构锰氧化物共生现象造成的.虽然5%Cu替代,降低了金属一绝缘体转变温度,但是却增强了磁电阻效应.     

基于La_(1.4)Ca_(1.6)Mn_2O_7结构、电输运及磁性研究(英文)

我们制备了名义成分是La1.4 Ca1.6 Mn2 O7的多晶样品,并且研究了它的结构、磁性和电性.利用Rietveld方法对X射线衍射数据进行精修的结果表明,该La1.4 Ca1.6 Mn2 O7是由钙钛矿锰氧化物La0.66 Ca0.34 MnO3和氧化钙CaO组成的复相混合物.其中,La0.66 Ca0.34 MnO3占相成分的大部分,而CaO占小部分.我们对比了该名义组分样品La1.4 Ca1.6 Mn2 O7和La0.7 Ca0.3 MnO3的铁磁居里转变温度和绝缘体-金属转变温度,结果表明该La1.4 Ca1.6 Mn2 O7的磁输运性质是由其中的钙钛矿相成分决定的.所有的这些结果表明,名义组分样品La1.4 Ca1.6 Mn2 O7实际上并没有形成所谓的Sr3Ti2O7型的双层结构,而实际形成的是以钙钛矿结构作为主相的复相混合物.     

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   

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.     

(1-x)Sr_3Sn_2O_7+xCa_3Mn_2O_7陶瓷合成及其光电性能

为了寻求新的非常规多铁性材料,采用固相合成方法制备具有Ruddlesden-Popper结构的(1-x)Sr_3Sn_2O_7+x Ca_3Mn_2O_7(SSO+CMO)(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)系列陶瓷.通过X射线衍射、紫外可见光谱和磁性测量,发现SSO+CMO陶瓷为单一正交相结构,空间群为A21am.随着掺杂量x的增加,样品的晶胞参数和体积相应地减小;在室温不同频率下,样品的介电常数和介电损耗随着频率增加而减小,且在x=0.1时有弱的铁磁性.     

Eu掺杂层状钙钛矿Nd_(1.2)Sr_(1.8)Mn_2O_7的类Griffiths相研究

采用传统固相反应法制备Nd_(1.2-x)Eu_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05,0.1)多晶样品,通过测量样品的磁化强度随温度变化曲线(M-T曲线)、磁化强度随外场的变化曲线(M-H曲线)并对样品的M-T曲线进行居里外斯拟合得到不同磁场下磁化率倒数与温度的变化曲线(X~(-1)-T曲线)和温度与磁化率的乘积随温度变化曲线(X·T-T曲线),以及类Griffiths相模型的拟合,研究了Nd_(1.2-x)Eu_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05,0.1)多晶样品的磁性及类Griffiths相(Griffiths-like phase)现象.研究结果表明,三个样品都体现出类Griffiths相现象,分别在126K—282K,117K—282K和101K—282K范围内观察到类Griffiths相,同时发现掺杂使得三个样品的居里外斯温度(T_C)、三维铁磁有序温度(T_c~(3D))和二维铁磁有序温度(T_c~(2D))降低,但对类Griffiths相温度(T_C≈282K)没有明显影响.     

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.     

层钙钛矿Nd_(1.05)Eu_(0.15)Sr_(1.8)Mn_2O_7的类Griffiths相研究

采用传统固相反应法制备了Nd_(1.05)Eu_(0.15)Sr_(1.8)Mn_2O_7多晶样品.通过测量样品磁化强度随温度(M-T)和外场(M-H)的变化曲线,得出样品在整个测量温区内随温度降低经历了多次磁转变:样品在类Griffiths相温度(TG≈261K)以上,处于纯顺磁态;在TG以下可能存在类Griffiths相;在三维铁磁有序温度T3D(≈87K)和TG之间,表现为铁磁-顺磁共存态;在奈尔温度TN(≈60K)与T3D温区内,样品铁磁性随温度降低而增强;当低于TN时,样品中铁磁性和反铁磁性相互作用竞争,表现出类团簇自旋玻璃的行为.