Zn掺杂钙钛矿锰氧化物的结构和磁电阻效应研究

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1、摘要摘要以钙钛矿结构锰氧化物为代表的巨磁电阻效应材料，由于它们所表现出来的超大磁致电阻效应(colossalmagnetoresistance)在提高磁存储密度及磁敏感探测元件上具有十分广阔的应用前景，因而受到人们广泛的关注。本论文通过对Ln位元素的替代来研究掺杂后对磁电阻效应的影响。本论文的主要工作和结果如下：首先，本论文通过传统的固相反应制备了具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物Lal。zn。Mrl03(x卸．1，0．3，O．5)块材，测量了晶体结构和电性能。实验发现，这种材料在温度从100K增加到300K过程中，该样品具有负磁阻效应，且在100K以上呈现绝缘体特性。推测该样品的

2、金属一绝缘体转变温度Tp可能在100K以下。当x=O-3时，Lal．。ZIl。Mn03块材的电阻率最低，这主要由于x的含量决定Mn4+]Mn3+的比率，而材料的电阻温度关系强烈地依赖材料的Mn4+／Mn3+的比率，当Mn4*／Mn3+_-2：l时，电阻率最小。即x=O．3时，Mn4+／Mn3+≈2：l，电阻率最小。其次，利用传统的固相反应制各了La2／3Sql-x)13Znx／3Mn03块材，测量了晶体结构和电阻一温度特性。实验发现随掺杂量x增加，体系的峰值电阻温度降低。还研究此系列体系的导电特性，表明体系在低温(TTp)有明显的半导体特性。最

3、后，用激光沉积(Pulsedlaserdeposition)方法在Si称底上制备Lao，7Zno3Mn03薄膜。通过XRD，SEM等测试手段对沉积薄膜的结构和性能进行了表征。所制备发现沉积温度是决定薄膜生长模式的一个最重要的因素。对于Lao7Zno．3Mn03薄膜来说，存在有一个最佳沉积温度，在沉积温度在T=800"C时，才可能得到结晶性能较好薄膜。通过合理的控制上艺参数可在Si(100)衬底上获得高择优取向的Lao7Zn03Mn03薄膜，随生长温度和退火温度的增加，有向择优取向变化的趋势。关键词：钙钛矿结构；超大磁电阻效应效应；脉冲激光沉积(PLD)；XR．D；表面形貌；取向多

4、晶薄膜；退火ABSTRACTPerovskitemanganiteshaveattractedenOl'lTIOllsattentioninrecenttimesduetotheircolossalmagnetoresistance(CMg)propertyandpotentialapplicationsinmagneticinformationstoreandlow-feldmagnetic．蝌l$ors．Therefore，thestructureandmagneticpropertiesofperovskitemanganiteshavebeenstudiedbydopin

5、gonLnsitesinthisthesis，themainresultsareasfollowing：Atfirst，dopedmanganeseoxides，Lal-xzIlxMn03(x=o．1，0．3，0．5)withdistortedperovskitestructuresWaspreparedbytraditionalsolidreactionmethod．Inthisdissertation,weinvestigatethecrystalstrncture，electromagneticpropertiesandcolossalmagneticeffect(CMR)

6、oftheLal《Znx№03bulk。thetemperaturedependenceofresistanceshowsinsulatorbehavior,andIlOmetal—insulatortransitiontemperatureTpofthebluksthetemperaturerangeof100K一300K．theresistanceofLal．xZnxMn03(x=o．3)isissmallest．Itisbecausethedopesvaluexcanchangetheratioofin4+／Mn3+oftheblukseffectively．theresi

7、stancevgrsustemperaturerelationshipdependsontlleratioofMn4+／Mn3+ofthebluks．HowevertheresistanceofblukswitlltheratioofMn4+／Mn3+(2：1)issmallest．theresistanceofLal．xZnxMn03(x=0．3)withtheratioofMn4+fMn3+(2：1)isissmallest．Inaddition，La2，3Sr(i．xy3Z