溶膠凝膠制備La-,1-x-Sr-,x-MnO-,3-材料及其微結(jié)構(gòu)的共焦顯微拉曼光譜研究.pdf

1、以La1-xSrxMnO3為代表的鈣鈦礦型材料由于具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)及輸運(yùn)性質(zhì)，在磁存儲、磁敏傳感器、磁制冷、固體燃料電池和熱控等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用價(jià)值，引起了人們越來越多的注意和興趣。研究發(fā)現(xiàn)，La1-xSrxMnO3材料的晶體結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)都對電磁輸運(yùn)性質(zhì)有較大的影響。本論文中，我們利用溶膠凝膠方法制備了不同Sr摻雜量的La1-xSrxMnO3塊材和薄膜材料，主要利用共焦顯微拉曼光譜等手段統(tǒng)研究了材料的微結(jié)構(gòu)。主要內(nèi)容和結(jié)果如

2、下： 一、通過簡單的溶膠凝膠工藝，在相對較低溫度(900℃)和較短時(shí)間(10h)內(nèi)成功制備了單相多晶La1-xSrxMnO3塊材，并通過溶膠凝膠旋涂方法在Si襯底上制備了薄膜材料，而通常文獻(xiàn)報(bào)道采用固相反應(yīng)法制備La1-xSrxMnO3塊材時(shí)，需要反復(fù)研磨，為了得到純相的材料，通常需要在高溫(>1100℃)燒結(jié)較長時(shí)間(一周左右)。 二、系統(tǒng)研究了Sr摻雜量對La1-xSrxMnO3塊材和La1-xSrxMnO3/Si薄

3、膜微結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)表明，在摻雜范圍內(nèi)(0≤x≤0.3)，La1-xSrxMnO3塊材均為菱面體結(jié)構(gòu)。隨著摻雜量的增加，晶體的晶軸發(fā)生了變化，a軸逐漸減小，c軸逐漸增大。我們認(rèn)為，這主要是由于Sr2+半徑大于La3+，摻雜量增加時(shí)，樣品的容差因子增大，晶格的畸變變小造成的。由于La1-xSrxMnO3薄膜與Si襯底之間的晶格失配，會在薄膜與襯底的界面處產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力使薄膜畸變成正交結(jié)構(gòu)。在摻雜范圍內(nèi)(0≤x≤0.3)，薄膜主要為正交

4、結(jié)構(gòu)，但也存在少量菱面體結(jié)構(gòu)。隨著摻雜量增大，菱面體結(jié)構(gòu)的成分增大，這主要是因?yàn)镾r2+摻入，薄膜內(nèi)晶格失配引起的應(yīng)力有所減弱。 三、研究了不同厚度的La0.9Sr0.1MnO3/Si薄膜的微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)薄膜具有雙層結(jié)構(gòu)：在薄膜與襯底的界面處為正交結(jié)構(gòu)，表層為菱面體結(jié)構(gòu)。雖然在MOCVD方法制備的La0.83Sr0.17MnO3薄膜中也發(fā)現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，但在溶膠凝膠法所制備的La1-xSrxMnO3薄膜中，該現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)目前未見國內(nèi)外