鈣鈦礦錳氧化物sm0.5ca0.5mn1xfexo3的制備、結(jié)構(gòu)表征及磁性研究

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S15493學(xué)位論文鈣鈦礦錳氧化物Smo5Cao5Mnl_xFex03的制備、指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：結(jié)構(gòu)表征及磁性研究侯菲菲李玉副教授碩士2015年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：生物物理學(xué)論文答辯日期：2015年6月4日授予學(xué)位日期：2015年6月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：聾歲參櫛素大學(xué)摘要摘要近年來(lái)，AB03鈣鈦礦型氧化物因?yàn)槠湄S富多樣的性質(zhì)以及電荷一自旋一軌道一晶

2、格之間的強(qiáng)相互作用受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視，這種強(qiáng)的相互作用，誘發(fā)了絕緣一金屬相變、相分離等新的物理現(xiàn)象，被認(rèn)為有廣泛的應(yīng)用前景，本論文以系列樣品Smo5Cao5MnlxFex03(x=0，0025，O05，0075，O10，015，O20，O30)為研究對(duì)象，對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)、磁性質(zhì)等進(jìn)行測(cè)量，研究其豐富的性質(zhì)。本文采用高溫固相法制備系列樣品Smo5Cao5Mnl《Fex03(x=0，0025，005，0075，010，015，020，0

3、30)并采用X射線衍射法及紅外吸收光譜分析對(duì)合成的系列樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明樣品具有良好的單相性，屬于正交結(jié)構(gòu)鈣鈦礦型化合物。利用物理性質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)(PPMS)對(duì)系列樣品的磁性質(zhì)(必丁曲線、MH曲線)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明：在未摻雜的母相樣品Smo5Cao5Mn03中，Mn離子有正三價(jià)和正四價(jià)兩種價(jià)態(tài)，當(dāng)Mn3：Mn4=1：1時(shí)，電荷有序性最強(qiáng)，容易產(chǎn)生鐵磁團(tuán)簇。在電荷有序溫度以下時(shí)呈現(xiàn)玻璃態(tài)與相分離的共同特征。因?yàn)镕e在樣品晶格中的替代

4、位置是隨機(jī)的，因此載流子的雙交換作用引起的鐵磁性也是隨機(jī)的，故鐵磁團(tuán)簇的位置就會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生。隨著Fe摻雜量的增加，電荷有序態(tài)逐漸被抑制。在MT曲線中，零場(chǎng)冷卻(ZFC)過程和有場(chǎng)冷卻(FC)過程在不可逆溫度(Tirr)處出現(xiàn)了分叉，這是因?yàn)樵赯FC過程中，摻雜產(chǎn)生的磁性離子的自旋方向隨機(jī)分布，不存在長(zhǎng)程磁有序態(tài)，在FC過程中，由于外加磁場(chǎng)，系列樣品中的磁性離子在外場(chǎng)作用下出現(xiàn)了長(zhǎng)程磁有序，方向與外加磁場(chǎng)趨于一致，隨著溫度的降低，這種磁有序

5、逐漸被凍結(jié)，在ZFC過程中，在不可逆溫度以下，樣品的磁化強(qiáng)度達(dá)到最大值后，樣品的磁化強(qiáng)度就逐漸減弱，這是鐵磁團(tuán)簇與反鐵磁團(tuán)簇相互競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果，是相分離的典型特征。然而在T=2K時(shí)，ZFC過程的磁化強(qiáng)度隨著Fe的摻入逐漸增大，在X=O10時(shí)達(dá)到最大，之后又逐漸減小，這表明Fe的引入抑制了反鐵磁有序，使鐵磁有序得以增強(qiáng)，在X=010時(shí)效果最為明顯，之后抑制逐漸減弱。在肛日曲線中，通過分析發(fā)現(xiàn)系列樣品表現(xiàn)出輕微的磁滯現(xiàn)象，隨著摻雜量的增大，磁滯