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1、硕士学位论文离子掺杂对PrMnO3晶体结构和磁性能的影响作者姓名贺菲菲学科专业材料物理与化学指导教师陈熹教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年6月EffectsofiondopingonthecrystalstructureandmagneticpropertiesofPrMnO3ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:HeFeifeiSupervisor:Prof.ChenXiSouthChinaUniversityofTechno
2、logyGuangzhou,China摘要钙钛矿锰氧化物作为一种强关联电子材料，具有庞磁电阻效应，磁熵效应，电荷有序，磁有序和相分离等丰富的物理现象。因此对稀土锰氧化物进行掺杂改性，探讨其复杂的物理机制，具有重要的基础研究价值和应用价值。本文采用溶胶凝胶法制备了Pr1-xLaxMnO3、Pr1-xTbxMnO3和PrMn1-xFexO3系列样品，系统的研究了A位La、Tb掺杂，B位Fe掺杂对PrMnO3结构和磁性能的影响。主要实验研究结果如下：1、随着La掺杂量x的增加，Pr1-xLaxMnO3样品经历正交的O
3、’相到O相，再到R-3c的结构相变。伴随着结构相变，Mn-O-Mn键角由156°变为162°，再到164°，而同一结构相的样品，Mn-O-Mn键角几乎不变，Mn-O八面体的畸变减弱。所有样品经历顺磁－铁磁相变。铁磁性与反铁磁性的竞争使得样品低温出现再进的自旋玻璃态。2、Pr1-xTbxMnO3样品晶体结构不受Tb掺杂的影响，仍为O’相，空间群为Pbnm。与La掺杂系列形成对比，Mn-O-Mn键角先减小，后趋于不变，Mn-O八面体的畸变增强。样品同样经历顺磁－铁磁相变，存在低温的再进的自旋玻璃态。3、对于PrMn
4、1-xFexO3系列样品，低掺杂浓度，样品保持正交的O’相，当x>0.3时，样品为正交的O相。低掺杂浓度样品低温出现再进的自旋玻璃态，组分为PrMn0.7Fe0.3O3的样品出现相分离现象。高浓度Fe掺杂破坏了样品低温的玻璃态，但是室温的磁性显著增加。关键词：钙钛矿锰氧化物；掺杂；自旋玻璃态；晶格畸变IABSTRACTAsakindofstronglyrelatedelectronicmaterial,theperovskitemanganeseoxidehasavarietyofphysicalphenome
5、nasuchascolossalmagnetoresistanceeffect,magneticentropyeffect,chargeorder,magneticorderandphaseseparation.Therefore,dopingandmodificationofrareearthmanganeseoxides,andexploringitscomplexphysicalmechanismhaveimportantbasicresearchvalueandapplicationvalue.Inth
6、iswork,Pr1-xLaxMnO3,Pr1-xTbxMnO3andPrMn1-xFexO3samplesarepreparedbythesol-gelmethod.TheeffectsofdopingofLa,TbatA-siteandFeatB-siteonthestructureandmagneticpropertiesofPrMnO3havebeensystematicallystudied.Themainexperimentalresultsareasfollows:1.Asthedopingamo
7、untxofLaincreases,Pr1-xLaxMnO3undergoesorthorhombicO'phasetoOphaseandthenR-3cstructuralphasetransition.Withthestructuralphasetransition,theMn-O-Mnbondanglechangesfrom156°to162°,andthen164°.However,inthesampleofthesamestructurephase,theMn-O-Mnbondangleisalmos
8、tunchanged,andtheMn-Ooctahedrondistortionweakened.Allsamplesundergoaparamagnetic-ferromagneticphasetransition.Thecompetitionbetweenferromagnetismandantiferromagnetismledtotheappearanceofareentra
