钙钛矿结构锰氧化物的合成及性质研究

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1、摘要近年来，随着金属多层膜，磁隧道结和钙钛矿锰氧化物等材料中磁阻现象的发现，以研究磁阻效应的机理和应用为目的的磁电子学迅速发展。这其中钙钛矿结构的稀土锰氧化物以其超大的磁阻值和丰富的物理内涵而备受瞩目。尽管人们对此已做了大量的工作，但是对这类氧化物的深入认识直至超大磁电阻效应物理机制的合理解释仍需做艰苦细致的努力。本论文选择锰基钙钛矿稀土氧化物作为研究对象，系统地研究了与Mn相邻的过渡金属取代Mix离子后产生的B位的变化和B位原子之间的相互作用对氧化物的结构，磁性和磁阻性质的影响，以及A位的取代对性质的影响，希

2、望对该系列化合物中电、磁性质的变化规律和相互作用机理作出合理的解释。我们选择了Lao．7Cao．3MnOj作为母体化合物。并通过过渡金属离子cr，m，Ni，Fe对Mn离子取代来研究B位原子的变化对性质的影响。结果发现，cP+因为与Mn4+具有相同的电子形态而能够参与双交换作用。使掺杂Cr3+的系列样品的磁化强度随cr含量的增加而增加。而掺杂啊“，Ni2+，F，+离子的化合物虽然与Mn离子之问的相互作用各不相同，但引起的磁性变化却是相同的。这四种元素的掺杂都提高了体系的电阻率。通过对这几种过渡金属取代的比较，发现

3、在Lao．7ca03Mn如中对Mn离子进行取代的离子和Mn离子之间的交换作用对磁性质的影响并不起主要作用，掺杂引起的主要作用是致使Mn位的无序度增加和对双交换作用的稀释和阻碍。目前n=3的层状钙钛矿研究较少，但是由于该化合物具有结构可变性和理论上可以解释磁转换机理，我们对Ca4．；BixMn30lo—t和A位缺失的La3。CaMn30lo—d进行了深入的研究。在Ca“BkM_n，010一-(Oi=0．4)中随Br含量的增加，我们发现C籼BiJvln30lo一。中磁化强度在x<0．2的范围内随x增加而增强，在高于

4、0．2的掺杂范围后随x的增加而逐渐降低。这一区问的哈尔滨_T程人学博士学位论文磁结构是由基态x=0时的G--AFM向x=0．4时的C--AFM转变的过程。这可以由bin离子之间较强的超交换作用来解释。在研究LatCa4-xMn30io一·(x=0～O．3)的电性和磁性时，发现A位离子失配对磁性的影响与二价金属离子取代口+产生的结果相似。都使得铁磁性增加，但在三层钙钛矿中的结构有相对的弹性，因此磁电阻并没有随A位失配度的增加而增加。我们利用简单的预制基底法合成了长度达到50um的Lao7Sro．3Mn03纳米棒，

5、发现其形态的改变使得居里温度由原来的360K降低到240K。我们利用固相法和熔盐法结合合成了结晶昆好的Lao—s吼Mn03纳米颗粒。并发现加入盐的比例对居里温度有很大影响。关键词：磁阻；钙钛矿结构；双交换相互作用；超交换相互作用AbstractThediscoveryofmagnctorcsistanccinmetalmul却layer,magnetictmmelingjunctionandmanganoseperovskiteoxideshasarousedmanyattentionsreeelltyears

6、．M∞yworksfocusonthedopedr口e-earthmanganatefortheirhugevalueofmagnetorcsistanceandvariousmagneticandelectricproperties．However,therea∞stillnlotofproblemsneedtOclari母about曲lcmagnetoresistaneemechanism．Inthisthesis．themainresearchworksfocusedontheinfluenceofB-s

7、itesubstitutedbyvarioustransitionmetalneighborswithMnionic011themagneticandelectricalpropertiesforthepcrovskitemangmlate．Also，theeffectofA-sitedopingOnthephysicmagneticpropertiesisstudied．Wehopetounderstandtheactionmechanismandinfluencefactors011physical班op嘶

8、％inthefamilycompoundsInOl∞clearlythroughionsdoping．Weoboes*La07caoaMnOj∞parentcompoundtoi“vestigatetheeffectOnthemagneticandtransportpropertiesofMnreplacedbyCr,Ti，FeandNiiota．InthecaseofCrdoping