Ag和NiO的引入对锰基钙钛矿颗粒系统电性质影响

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要在形如L1-xMxMnO3（L是稀土元素，M是二价碱土元素）锰基钙钛矿多晶材料中存在的颗粒边界效应，引起人们极大的研究兴趣。早期人们在这类材料中发现庞磁电阻效应（CMR），但CMR仅仅出现在居里温度（Tc）附近狭窄的温度范围，而且需要几个特斯拉的高磁场才可以实现，因而限制了它的应用。最近，人们发现在锰基钙钛矿多晶材料中颗粒边界效应剧烈地影响其物理性能，最吸引人的特征就是在很低的磁场下就可以获得很高的磁电阻，而且低场磁电阻出现在整个绝缘体――金属转变温度以下宽的温度范围。但是对于

2、这类多晶材料中发现的和颗粒边界相关的非本征磁电阻效应，虽然对低场有较高的响应性，但这类磁电阻效应主要出现在低温范围（远低于居里温度），且它的大小随温度升高而迅速减小，也不利于在实际器件中的应用，这就是目前需要解决的主要问题。本论文主要以钙钛矿锰氧化物La0.8Sr0.2MnO3和La2/3(Ca2/3Sr1/3)1/3MnO3、La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系为研究对象，通过在其颗粒边界引入不同性质的第二相材料对颗粒边界进行改性，并对复合体系的电、磁输运行为进行研究，从而为提高室温下低场磁电阻效应提供

3、试验和理论基础。主要研究内容包括如下几方面：1.介绍了磁电子学的相关内容，对最具应用前景的磁电子材料――钙钛矿锰氧化物的结构、电输运行为与磁性质进行了较全面的概括，综述了钙钛矿锰氧化物中的本征庞磁电阻效应和非本征的低场磁电阻效应（LFMR），在此基础上提出了论文的选题依据和研究意义；2.根据第二相材料本身的性质，分别设计了特殊的样品制备工艺，成功地将第二相材料引入到铁磁金属颗粒的边界（或者表面），并尽可能有效地控制其分布，从而达到对颗粒边界改性的目的，进而改变铁磁颗粒之间的电、磁输运行为；3．制备了(1-

4、x)La0.8Sr0.2MnO3/xAg和(1-x)La2/3Ca1/3MnO3/xAg复合体系，将金属Ag作为第二相成功的引入到铁磁金属La0.8Sr0.2MnO3和La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系的表面。发现引入第二相之后的复合体系金属――绝缘体转变温度Tp基本保持不变，而电阻率随着复合量的增加而减小。同时复合体系在低温区的磁电阻减弱而室温附近I华中科技大学硕士学位论文的本征磁电阻增强。4．制备了反铁磁性绝缘体与锰基钙钛矿氧化物的复合体系，将反铁磁性绝缘体氧化物NiO和Co2O3作为第二相成功的引

5、入到铁磁性金属La2/3(Ca2/3Sr1/3)1/3MnO3和La2/3Ca1/3MnO3颗粒体系中。发现在La2/3(Ca2/3Sr1/3)1/3MnO3基体相中引入第二相之后的复合体系出现了两个金属－绝缘体转变温度，高温区的转变温度Tp1为样品的本征转变温度，低温区的转变温度TP2为第二相引入后的非本征转变温度。随着复合量的增加Tp1几乎保持不变，而TP2随着复合量的增加而递减，并且样品的电阻率随复合量的增加而增加。由于第二相的影响，复合体系的本征磁电阻减小，而因为界面上存在铁磁－反铁磁性耦合，复合

6、样品的磁电阻效应在低温区很宽的温度范围内均得到了增强。总之，以钙钛矿锰氧化物为基体，通过设计合适的样品制备工艺，将具有不同性质的第二相，如反铁磁性绝缘体，金属引入到铁磁颗粒表面，对颗粒边界进行改性时，确实能使复合体系的低场磁电阻效应在一定程度上得到提高。这一方法为研究钙钛矿锰氧化物的低场磁电阻效应提供了一个比较有意义的思路，具有潜在的应用价值。关键词：锰基钙钛矿氧化物绝缘体－金属转变本征磁电阻效应非本征磁电阻效应低场磁电阻效应颗粒边界II华中科技大学硕士学位论文AbstractRecentlygrowin

7、gattentionhasbeenpaidtothegrainboundaryeffectinpolycrystallineperovskitemanganitesofthetypeL1-xMxMnO3(Lisrareearthlanthanon,Misdivalentalkalielement).Inthebeginning,colossalmagnetoresistance(CMR)effectwasobservedinthiskindofmaterials.However,theintrinsicC

8、MReffectintheperovskitemanganitesisonlytriggeredatverynarrowscaleoftemperaturearoundcouriertemperature(Tc)athighmagneticfieldsofseveralteals,whichrestrainsitsusedforpracticalapplications.Recentlygrowingattentionisbe