lalt1xgtnaltxgtmnolt3gt块材及薄膜的制备和电磁输运性能的研究

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1、La，．；Na，Mn03块材及薄膜的制备和电磁输运性能的研究摘要钙钛矿锰氧化物材料所表现出的巨磁电阻效应(CMR)，在提高磁存储密度和磁传感器等方面具有十分广阔的应用前景。这类材料属于强关联体系，有着不同寻常的电磁输运性能，蕴涵了丰富的物理内涵，因此成为当今凝聚态物理学和材料物理学中最前沿的领域之一。在本论文中，作者通过实验研究，对单价Na元素掺杂锰氧化物LaMn03块材和薄膜的物理性能作一些研究和探索。本论文第一章简要综述了各种巨磁电阻(CMR)材料的研究进展及其物性性能，概述了巨磁电阻效应的应用前景。第二章详细介绍了锰氧化物材料的CMR效应的研究进展和丰富物理性能。包括晶体结构

2、、电子结构、电磁输运性质以及一些特殊物理现象。解释了该材料CMR效应可能的理论模型，阐明了各种因素对CMR效应的影响。第三章我们研究了Lal．。Na。Mn03(X=0．10，1／6，O．20)多晶块材的晶体结构和电磁输运性能。实验结果表明所有样品的晶体结构均为菱形结构，样品的屠里温度Tc均在室温或室温以上，零场和加场冷却的M一丁曲线出现分叉现象。所有样品的P—T曲线都出现了金属～绝缘体转变现象，转变温度Tp与居里温度Tc相对应。加0．5T外磁场后，三个样品出现巨磁电阻效应，MR峰值出现在TPl附近。均在室温或以上。其中x=0．10样品的MR峰值最大，在302K达到17．4％。同时还

3、观察到低温下异常的电输运行为，结合竹一r曲线出现分叉现象，我们认为两者与样品中电、磁不均匀分布有关。第四章采用RF射频磁控溅射方法在LaAl03(001)单晶的基片上制各Lal．。Na。Mn03(x=0．10，1／6，0．20)薄膜，并研究它们的电输运性能。实验结果表明所有薄膜样品都出现了金属一绝缘体转变现象，转变温度TP均比多晶块材的低很多，并且在TP附近出现了大的低场巨磁电阻效应。其中X=0．20薄膜的MR峰值最大，在236K和O．5T的磁场中为26．4％。通过对P—T曲线实验数据拟合发现，薄膜样品在低温区电输运机制是电子一电子散射和电子一磁振子的相互作用，而在高温区电输运机制

4、是小极化子跃迁输运。第五章采用RF射频磁控溅射法和直流磁控溅射法在LaAl03(001)的单晶基片上制备了Lao8Nao2Mn03／LaD75Mn03／Lao8Nao2Mn03三层膜，并研究其电输运性能。借助x射线衍射结果，表明是取向生长的三层膜。我们测量了三层膜的R叮关系曲线，结果表明三层膜的电阻比LNMO单层膜的大，在200K和0．5T的磁场中，三层膜的MR峰达到32．2％，其可能的原因源于层间交互作用，电子在界面处的自旋相互散射以及内应力造成的点阵畸变所致。关键词：巨磁电阻效应，电磁输运性能，磁不均匀分布，相分离，薄膜StudiesonthePreparationandTra

5、nsportPropertiesinBulksandThinFilmsofLal．，NaxMn03AbstractThecolossalmagnetoresistance(CMR)behaviorsinperovskitemanganeseoxideshaveattractedgreatattentionduetobothfundamentaltheoryofcondensedmatterphysicsandpotentialapplicationsofCMRmaterialsinmagneticdevices，e．g．，readandwriteheadsformagneticdi

6、skdrivers，magneticrandomaccessmemoriesaswellasmagneticfieldsensors．Therefore，thestudyonCMReffecthasbecomeafocusofrecentcondensedphysicsandmaterialscience．Inthisthesis，theauthorhasinvestigatedthephysicsandtransportpropertiesinbulksandthinfilmsofNa-dopedmanganeseoxideLaMn03．Inchapter1，webrieflyr

7、eviewtheprogressandphysicspropertiesofdifferentkindsofmagnetoresistancematerials．Finally，thepotentialapplicationsaboutthesekindsofmaterialsareintroduced．Inchapter2，wedetailedlyintroducedplentyofphysicspropertiesandtheresearchprocessinma