一價(jià)堿金屬半摻雜的稀土錳氧化物中的電荷有序.pdf

1、本論文采用溶膠-凝膠法制備了Pr<,0.75>Na<,0.25>MnO<,3>、(Pr<,1-x>La<,x>)<,0.75>Na<,0.25>MnO<,3>(0≤x≤1.0)和Nd<,0.75>Na<,0.25>Mn<,1-x>Cr<,x>O<,3>(0≤x≤0.1)系列樣品，并對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、磁性、電輸運(yùn)和熱輸運(yùn)等性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 對(duì)于Pr<,0.75>Na<,0.25>MnO<,3>樣品，X射線衍射表明該樣品為正交畸變

2、的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，在220 K附近磁化曲線上出現(xiàn)一明顯的峰。通過(guò)室溫和低溫的電子衍射，發(fā)現(xiàn)當(dāng)樣品溫度低于220 K時(shí)，在[101](或[101])方向除了基本的Brag衍射斑點(diǎn)外，還出現(xiàn)了超晶格斑點(diǎn)，從而為電荷有序提供了直接證據(jù)，由電子衍射花樣得到了Mn<'3+>離子和Mn<'4+>離子在a-c平面呈“之”字形排列。通過(guò)進(jìn)一步磁性測(cè)量和電子順磁共振實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)樣品在120 K到40 K溫度區(qū)間反鐵磁相和鐵磁成分共存。在零磁場(chǎng)下，樣品顯示絕緣體

3、特性，在較高磁場(chǎng)下電荷有序相被融化，出現(xiàn)絕緣體一金屬轉(zhuǎn)變，但是高場(chǎng)下的金屬性并不滿足自由電子氣模型。 當(dāng)Pr<'3+> 離子被較大離子半徑的La<'3+> 離子替代后，(Pr<'1-x>La<,x>)<,0.75>Na<,0.25>MnO<,3>樣品的的結(jié)構(gòu)由x≤0.5的正交結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閤≥0.7的菱面體結(jié)構(gòu)。電荷有序轉(zhuǎn)變溫度隨A位平均離子半徑(r<,A>)的增加而降低；當(dāng)(r<,A>)≥1.203 A時(shí)，電荷有序現(xiàn)象消失。此外，

4、x≥0.5的樣品在很大溫度范圍內(nèi)都具有較大的磁熵變，特別是x=0.7的樣品，有望成為室溫磁致冷材料。 B位Cr<'3+>離子替代對(duì)電荷有序也有較大影響，電荷有序轉(zhuǎn)變溫度隨Cr<'3+>離子含量增加而降低；當(dāng)x=0.03時(shí)，磁化曲線上標(biāo)志長(zhǎng)程電荷有序轉(zhuǎn)變的峰消失；隨著Cr<'3+>離子含量的進(jìn)一步增加，樣品出現(xiàn)了順磁-鐵磁態(tài)相變，在更低溫度下，樣品出現(xiàn)了反鐵磁成分，反鐵磁含量也是隨x增加而增加。另外，Cr<'3+>離子的摻入對(duì)電輸