鈣鈦礦錳氧化物L(fēng)a0.7Ca0.3Mn1-xCoxO3的結(jié)構(gòu)與磁學(xué)特性.pdf

1、鈣鈦礦錳氧化物是顯示龐磁電阻效應(yīng)(CMR)的強關(guān)聯(lián)電子材料,人們已經(jīng)對其做了大量而廣泛的實驗及理論研究。然而,這些理論上的研究,如平均場理論(MF)、雙交換相互作用(DE)、Jahn一Teller效應(yīng)(J―T)等,盡管可以解釋一些現(xiàn)象,有其成功的一面,但有些問題還是難以解決。本文中是以一級相變的La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)做母材料,在B位摻雜相互作用較強的磁性離子Co,觀察LCMO的結(jié)構(gòu)及其相變臨界磁特性隨摻入Co而變化的情

2、況。
　　我們是以高純度的La2O3(4N)，CaO(4N)，MnO2(4N)，CoO(4N)為原材料,用固相反應(yīng)法制備了La0.7Ca0.3Mn1xCoxO3(x=0,0.1,0.2,0.3)系列樣品。
　　利用X射線衍射儀(XRD)測試了粉末樣品,得出樣品的空間群結(jié)構(gòu)為Pnma,并計算出了樣品的晶格常數(shù)及單胞體積,我們發(fā)現(xiàn)隨著樣品中Co的摻雜量x的增大,晶格常數(shù)減小,晶胞的體積也同步縮小,分析其可能的原因是由于Co的半徑

3、比Mn的半徑小，Co替代了Mn的位置,使得晶格發(fā)生扭曲畸變,拉近了離子之間的距離,因此,晶格常數(shù)和晶胞體積隨x增大而減小。
　　利用振動樣品磁強計(VSM)測量了樣品的磁學(xué)特性。由不同溫度時的磁化強度隨外加磁場強度的變化曲線得出系列樣品(x=0,0.1,0.2,0.3)的負的最大磁熵變-△S max依次為:-△S=4.694 J·kg-1·K-1,1.403 J·kg-1·K-1,1.788 J·kg-1·K-1,0.91 J·k

4、g-1·K-1;在50 Oe的外磁場強度下測量了系列樣品的磁化強度隨溫度的變化曲線.測量結(jié)果表明:x=0.2的樣品的分子有效磁矩2.498μB與理論計算值2.888μB基本相符;系列樣品的鐵磁-順磁(FM-PM)轉(zhuǎn)變溫度,即居里溫度(TC)及臨界指數(shù)(β、γ、δ)依次為: T C=210±4 K,155±4 K,144±1 K,108±2 K;β=0.211±0.03,0.34±0.02,0.29±0.03;γ=1.133±0

5、.07,1.15±0.16,1.34±0.18;δ=5.917,3.448,5.405.-△S max和TC隨著Co的摻雜量x增大而減小; x=0.2和x=0.3的β值與3D Ising模型的0.325相近,x=0.1和x=0.2的γ值與3D Ising模型的1.241相近,而x=0.3的γ值1.34與3D Heisenberg模型的1.336相近,x=0.1和x=0.3的δ值與3D Ising模型的4.82相近,而x=0.2的δ值3.