稀土錳氧化物體系的相分離磁性及磁熱效應(yīng)研究.pdf

1、具有類鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的錳氧化物一直是人們研究的熱點(diǎn)，這不僅是因?yàn)樵擃惒牧嫌兄S富的物理內(nèi)涵，更為重要的是其在磁存儲(chǔ)、磁傳感以及磁制冷等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。錳氧化物作為一種強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子材料，其自旋、軌道、電荷、晶格等自由度之間存在著強(qiáng)烈的耦合作用，導(dǎo)致了該體系呈現(xiàn)出復(fù)雜的電磁相圖以及電荷有序、相分離等有趣的物理現(xiàn)象。人們通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)手段直接或間接地證實(shí)了錳氧化物中相分離的存在，同時(shí)也研究了基于相分離的交換偏置效應(yīng)。由于錳氧化物具有較高的飽

2、和磁化強(qiáng)度，較小的矯頑力，而且材料的居里溫度點(diǎn)可以通過(guò)不同的摻雜在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因而在磁制冷方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。本論文主要研究了基于相分離的La1-xCaxMnO3(0.80≤x≤0.95)中的交換偏置效應(yīng)及其對(duì)體系輸運(yùn)性質(zhì)的影響；同時(shí)研究了La2/3Sr1/3MnO3單晶不同方向的磁熱效應(yīng)等。此外，還探索了La2/3Ca1/3Mn1-xFeO3(x=0，0.1，0.2)磁輸運(yùn)性質(zhì)和電子自旋共振行為。具體內(nèi)容共分為四章并

3、分別概括如下：
　　 第一章綜述了錳氧化物的研究進(jìn)展，介紹了其晶體結(jié)構(gòu)、主要磁電物理機(jī)制、La1-xCaxMnO3和其它體系的電磁相圖、基于相分離的交換偏置效應(yīng)以及錳氧化物材料磁熱效應(yīng)的研究進(jìn)展和電子順磁共振(EPR)的研究結(jié)果。
　　 第二章詳細(xì)研究了La1-xCaxMnO3(0.80≤x≤0.95)的結(jié)構(gòu)和磁特性。結(jié)構(gòu)分析表明所用樣品在室溫下都是正交的晶體結(jié)構(gòu)；隨溫度降低體系部分正交結(jié)構(gòu)向單斜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，在一定溫度范圍

4、和摻雜區(qū)間正交結(jié)構(gòu)和單斜結(jié)構(gòu)共存于體系。磁測(cè)量結(jié)果表明La1-xCaxMnO3(0.80≤ x＜0.95)中存在交換偏置效應(yīng)，而且體系交換偏置場(chǎng)在Ca的摻雜量x=0.90時(shí)達(dá)到最大值，在體系完全為自旋傾斜G型反鐵磁時(shí)(x=0.95)，交換偏置效應(yīng)消失。分析表明由C型反鐵磁本身電子相分離而導(dǎo)致的交換偏置效應(yīng)以及C型反鐵磁對(duì)自旋傾斜G型反鐵磁釘扎而產(chǎn)生的交換偏置效應(yīng)對(duì)體系均有貢獻(xiàn)。磁輸運(yùn)測(cè)量結(jié)果表明，界面自旋對(duì)體系電荷輸運(yùn)有著重要的影響。<

5、br>　　 第三章探索了用光學(xué)浮熔區(qū)法生長(zhǎng)單晶，詳細(xì)討論了退火對(duì)La2/3Sr1/3MnO3單晶結(jié)構(gòu)的影響及單晶沿不同方向的磁熱效應(yīng)。沒(méi)有經(jīng)過(guò)退火處理的單晶，在ac面存在一定的無(wú)序排列，即a、c兩軸形成無(wú)序；經(jīng)過(guò)退火處理的樣品，ac面內(nèi)結(jié)晶度提高，但是在b方向單晶有結(jié)構(gòu)重構(gòu)現(xiàn)象，解離成片狀晶體。La2/3Sr1/3MnO3單晶在低場(chǎng)下表現(xiàn)出相對(duì)較大的磁熱效應(yīng)和一定的各向異性。測(cè)量結(jié)果表明，其在高溫磁制冷方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。