鈣鈦礦錳氧化物輸運(yùn)行為及類馬氏體相變研究.pdf

1、鈣鈦礦錳氧化物表現(xiàn)出極大的磁電阻效應(yīng)(colossal magnetoresistance effect，CMR)，在提高磁存儲密度和磁制冷器件等方面具有重要的應(yīng)用前景。在基礎(chǔ)研究方面，該系統(tǒng)是典型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系，其電子、自旋、軌道、晶格之間存在復(fù)雜的相互作用，具有絕緣體-金屬相變、電荷有序、軌道有序和相分離等一系列奇異效應(yīng)。因此該體系被稱為凝聚態(tài)物理中的“天然實驗室”。本文主要研究(La1-xBix)2/3Ca1/3MnO3體系的電

2、輸運(yùn)、磁相變行為，以及A、B位摻雜錳氧化物的類馬氏體相變行為。主要研究內(nèi)容如下：
　　一、簡要介紹了錳氧化物的CMR效應(yīng)，以及該體系的晶體結(jié)構(gòu)、磁結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。討論了鈣鈦礦錳氧化物在高溫順磁態(tài)、低溫鐵磁態(tài)的電輸運(yùn)和磁性質(zhì)等。論述了電荷-自旋-軌道有序，并討論了相分離現(xiàn)象在CMR效應(yīng)中的重要作用。
　　二、詳細(xì)介紹了脈沖強(qiáng)磁場下電輸運(yùn)和磁化測量系統(tǒng)的測量原理。在電輸運(yùn)測量系統(tǒng)中，介紹了樣品桿的研制，并重點介紹了強(qiáng)磁場下用于微

3、弱信號測量的數(shù)字鎖相技術(shù)。在磁化測量系統(tǒng)中，重點介紹了磁化樣品桿中pick-up線圈的研制原理和相關(guān)測量電路。
　　三、研究了鈣鈦礦錳氧化物(La0.9Bi0.1)2/3Ca1/3MnO3和(La0.75Bi0.25)2/3Ca1/3MnO3在強(qiáng)磁場下的電輸運(yùn)和磁化行為。實驗結(jié)果表明：(La0.9Bi0.1)2/3Ca1/3MnO3在整個溫度范圍內(nèi)的輸運(yùn)機(jī)制可以用自旋相關(guān)的躍遷模型來描述。通過測量強(qiáng)磁場下(La0.9Bi0.1)2

4、/3Ca1/3MnO3的磁性質(zhì)，結(jié)果表明外加磁場可以明顯改變材料的磁結(jié)構(gòu)。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外加磁場增加到23T時，電荷有序相被完全破壞。
　　四、研究了(La0.73Bi0.27)2/3Ca1/3MnO3的非線性行為，通過測量不同電流條件下的阻溫關(guān)系以及不同溫度、不同磁場條件下電流-電壓關(guān)系曲線，發(fā)現(xiàn)其非線性行為主要來源于焦耳熱的影響。
　　五、研究了B位摻雜的鈣鈦礦錳氧化物Pr0.5Ca0.5Mn0.97Ga0.03O3的電輸

5、運(yùn)和磁化的性質(zhì)。該樣品在較慢的掃場速度下存在兩個完全不同于傳統(tǒng)的磁化臺階的變磁性轉(zhuǎn)變，這兩個轉(zhuǎn)變不依賴于掃場速度的變化。我們認(rèn)為低溫下該磁化臺階主要源于準(zhǔn)CE型的反鐵磁-鐵磁的相變。最后建立了該樣品的磁相圖。
　　六、研究了A位摻雜的鈣鈦礦錳氧化物(La0.73Bi0.27)2/3Ca1/3MnO3的電、磁性質(zhì)。通過研究不同掃場速度時臨界磁場的變化，結(jié)果證明馬氏體相變不能很好的解釋該樣品中發(fā)現(xiàn)的這種突變行為?？紤]Bi3+中的6s孤