高阻相引入對La-,2-3-Ca-,1-3-MnO-,3-系統(tǒng)電子輸運性質(zhì)的影響.pdf

1、以錳基鈣鈦礦氧化物為代表的磁電阻材料，由于它們所表現(xiàn)出來的龐磁電阻 (colossal magnetoresistance，簡稱CMR) 效應(yīng)在提高磁存儲密度及磁敏感探測元件上具有十分廣闊的應(yīng)用前景，因而受到人們的廣泛關(guān)注。同時，這類材料還表現(xiàn)出諸如絕緣體－金屬轉(zhuǎn)變、電荷有序、軌道有序以及相分離等十分豐富的物理內(nèi)容，涉及到凝聚態(tài)物理、材料物理等的許多基本問題，一旦0弄清了這些問題的微觀物理機制，必將對凝聚態(tài)物理、材料物理等的發(fā)展和完善起

2、到巨大的推動作用，這更加激發(fā)了人們對它的研究熱情。但是，在早期的工作中，較大的CMR效應(yīng)通常出現(xiàn)在高達幾個特斯拉的磁場下，而且使用溫度一般低于室溫，呈現(xiàn)磁電阻效應(yīng)的溫度區(qū)域往往也很窄。因此，減小磁場量級和提高可操作的溫度成為研究的焦點。一個能夠提高磁電阻的有效方法是選擇具有較高居里溫度的材料作為母體，通過調(diào)節(jié)其組分，如在A位或B位摻入不同半徑的離子或改變摻雜量等，CMR效應(yīng)會得到很大提高。另外，以稀土錳氧化物納米多晶體系為基體, 引入第

3、二相材料, 如絕緣性氧化物、鐵氧體磁性材料以及異質(zhì)或不同顆粒尺寸的同質(zhì)材料，能在低磁場下獲得可觀的磁電阻效應(yīng)。研究表明在這種復(fù)合體系中的MR效應(yīng)能夠在很寬的溫度范圍內(nèi)存在，這對實際應(yīng)用是非常有意義的。 本論文主要以擇優(yōu)摻雜的鈣鈦礦錳基氧化物L(fēng)a2/3Ca1/3MnO3為基體，將其分別與高阻氧化物Cr2O3和Bi2O3進行復(fù)合，通過對它的顆粒邊界進行異質(zhì)改性，來改變La2/3Ca1/3MnO3基體邊界的電、磁性質(zhì)，從而達到改善磁電

4、阻效應(yīng)的目的，為研制寬溫區(qū)、低磁場下具有明顯磁電阻效應(yīng)的磁電阻材料提供實驗和理論基礎(chǔ)。論文內(nèi)容包括如下幾個方面： 1、簡要概述了磁電阻效應(yīng)研究進展及錳基鈣鈦礦氧化物豐富的物理性質(zhì)，如晶體結(jié)構(gòu)、電子特征、電和磁性質(zhì)等的研究狀況，介紹了兩相復(fù)合體系在改善低場磁電阻效應(yīng)方面的研究進展，在此基礎(chǔ)上提出本論文的主要研究內(nèi)容及意義。 2、具體介紹了鈣鈦礦錳基氧化物的制備工藝，包括固相反應(yīng)法、溶膠－凝膠法及材料的復(fù)合工藝，并對不同

5、制備工藝制備出的樣品的影響做了詳細的研究。研究La2/3Ca1/3MnO3的電、磁性質(zhì)和磁電阻效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度的高低影響顆粒尺寸的大小，導(dǎo)致表相和體相在結(jié)構(gòu)中所占的比重不同，很大程度上影響了材料的電、磁輸運性質(zhì)和磁電阻效應(yīng)。 3、研究了不同含量Cr2O3高阻相對(1－x)La2/3Ca1/3MnO3 / x Cr2O3復(fù)合體系的電、磁輸運性質(zhì)和磁電阻的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著Cr2O3含量的增加，金屬－絕緣體（M-I）轉(zhuǎn)變溫度

6、Tp急劇降低，并且當Cr2O3含量x>0.1時此轉(zhuǎn)變消失。與此同時，電阻率隨其含量增加而快速增大，尤其是與顆粒邊界有關(guān)的低溫電阻率。特別的是，我們在樣品中觀察到了較寬溫度范圍內(nèi)顯著增強了的磁電阻效應(yīng)。 4、研究了(1－x)La2/3Ca1/3MnO3 / x Bi2O3復(fù)合體系和La2/3Ca1/3(Mn1-xCrx)O3摻雜體系的零場電輸運行為，并與(1－x)La2/3Ca1/3MnO3 / x Cr2O3復(fù)合體系進行了比較