鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La2-x-xYxCa1-3MnO3的制備以及拉曼與紅外光譜分析.pdf

1、因?yàn)榫薮抛栊?yīng)的發(fā)現(xiàn)，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物L(fēng)a1-xCaxMnO3受人們的廣泛關(guān)注。因?yàn)槠渲械碾娮榆壍?，自旋，電荷，晶格之間的復(fù)雜的相互作用，這類材料表現(xiàn)出豐富的物理現(xiàn)象，如金屬-絕緣體的轉(zhuǎn)變、電相分離、磁轉(zhuǎn)變和電荷有序態(tài)等現(xiàn)象。巨磁電阻錳氧化物是在母體化合物L(fēng)aMnO3的La位置上進(jìn)行三價(jià)或二價(jià)元素?fù)诫s而形成的。如La1-yRyRexMnO3錳氧化物（R為三價(jià)稀土元素，如Y，Pr和Nd等;Re為二價(jià)堿土元素，如Ca，Sr和Ba等）

2、，以得到不同價(jià)態(tài)的Mn離子，從而改變母體化合物的晶體結(jié)構(gòu)、電磁性質(zhì)等，甚至導(dǎo)致微納米尺度上的本征不均勻性。微觀尺度上的不均勻性必然會(huì)導(dǎo)致材料廣義介電常數(shù)和磁化率的不均勻性，它會(huì)對(duì)入射光的吸收系數(shù)和反射系數(shù)造成顯著的變化，導(dǎo)致不同頻率下的光的透射和反射強(qiáng)度隨頻率和空間位置的不同而發(fā)生變化。對(duì)比材料內(nèi)部不同區(qū)域的微觀尺度上的光譜可以揭示材料內(nèi)部不同區(qū)域的電子躍遷、聲子行為、元激發(fā)、電聲子相互作用等復(fù)雜的物理過程的不同點(diǎn)。通過一定的處理方法，

3、便可以直接顯示微觀不均勻性的圖像。由于新型窄帶關(guān)聯(lián)電子材料的帶隙和聲子振動(dòng)在紅外波段，所以研究其紅外光學(xué)性質(zhì)對(duì)于深入理解其電子—聲子相互作用，帶內(nèi)（間）電子躍遷，磁性隨溫度演化等眾多的元激發(fā)過程尤為重要。
　　 本文采用固相反應(yīng)法制備了La2/3-xYxCa1/3MnO3(x=0，0.07，0.1，0.14)系列樣品。對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)和電子輸運(yùn)特性、變溫中紅外光譜和激光顯微共聚焦散射拉曼光譜進(jìn)行了測(cè)試、表征和分析。論文結(jié)構(gòu)如下:

4、r>　　 第一章對(duì)錳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、電磁特性、表征手段和選題意義進(jìn)行了敘述。
　　 第二章著重介紹了La2/3-xYxCa1/3MnO3(x=0，0.07，0.1，0.14)系列樣品的制備過程和紅外、拉曼光譜的實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)裝置。
　　 第三章，測(cè)量了樣品的X射線衍射，對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。觀測(cè)到隨著Y摻雜的增多，四種樣品的特征衍射峰向高角度逐漸移動(dòng)。在75K～300K的范圍內(nèi)采用四探針法來測(cè)試了樣品的電阻率隨溫度變

5、化的曲線。對(duì)于低摻雜的樣品，其電阻率隨溫度的變化曲線顯示它們?cè)谝恍┨囟囟劝l(fā)生了由低溫下的金屬性導(dǎo)電到高溫下半導(dǎo)體導(dǎo)電行為的轉(zhuǎn)變。當(dāng)Y摻雜較高時(shí)，這種轉(zhuǎn)變消失，樣品完全為絕緣體。在H=10Oe外加磁場(chǎng)下，用SQUID（超導(dǎo)量子干涉儀）測(cè)量了樣品的磁性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)鐵磁轉(zhuǎn)變溫度（即居里溫度Tc）會(huì)隨摻雜量Y的增加而明顯減小。當(dāng)摻雜量Y達(dá)到x=0.14時(shí)，樣品不再呈現(xiàn)出順磁—鐵磁的轉(zhuǎn)變，取而代之的是一種順磁至反鐵磁的轉(zhuǎn)變過程。
　　 第四

6、章和第五章，對(duì)樣品的紅外光學(xué)和拉曼光譜進(jìn)行了研究。對(duì)于未摻雜的樣品(x=0)，高溫區(qū)域其遠(yuǎn)紅外反射光譜很明顯呈現(xiàn)出四個(gè)特征峰;但其中兩個(gè)峰會(huì)隨著溫度的降低逐漸消失。高溫下，特征峰的峰位會(huì)隨溫度的降低在鐵磁的轉(zhuǎn)變溫度處呈現(xiàn)出很大變化。而對(duì)于摻雜Y的樣品，這四個(gè)遠(yuǎn)紅外反射光譜特征峰一直很明顯的保持，不會(huì)隨溫度發(fā)生變化，盡管在磁性測(cè)量研究中表明摻雜Y的樣品也會(huì)有明顯的磁轉(zhuǎn)變行為。但在中紅外反射譜中Y摻雜樣品在其磁轉(zhuǎn)變溫度附近發(fā)現(xiàn)很明顯的轉(zhuǎn)變。