拉曼光谱在庞磁电.ppt

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1、拉曼光谱在庞磁电阻材料研究中的应用凝聚态物理王强S201106071要点：庞磁电阻效应简单介绍CMR材料活性分析拉曼光谱在CMR研究中应用庞磁电阻效应简单介绍07年法国科学家阿尔贝·费尔（右）和德国科学家彼得·格林贝格尔（左）因发现“巨磁电阻”效应共同获得2007年诺贝尔物理学奖。庞磁电阻效应简单介绍各种磁阻的示意图庞磁电阻效应简单介绍巨磁电阻（GiantMagneto-Resistive，GMR）效应是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在显著变化的现象。庞磁电阻效应（colossalmagnetoresistanceeffect，CMR）比在磁性多层膜和颗粒膜中测出的巨

2、磁电阻效应还要大得多的称为庞磁电阻效应。主要应用：巨磁阻效应自从被发现以来就被用于开发研制用于硬磁盘的体积小而灵敏的数据读出头（ReadHead）。这使得存储单字节数据所需的磁性材料尺寸大为减少，从而使得磁盘的存储能力得到大幅度的提高。到目前为止，巨磁阻技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术。第一个商业化生产的数据读取探头是由IBM公司于1997年投放市场的，到目前为止，巨磁阻技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术。当数据读出头“扫描”过磁盘面的各个区域时，各个区域中记录的不同磁信号就被转换成电信号，电信号的变化进而被表达为“0”和“1”，

3、成为所有信息的原始“译码”。运用庞磁电阻效应能够使非常弱小的磁性变化就能导致巨大电阻变化的特殊效应。从而不断缩小硬盘体积同时提高硬盘容量。CMR材料活性分析上学期制作材料为La1-xSbxMnO3，拉曼光谱十分不明显，红外光谱十分清晰。最终运用运用红外光谱仪对材料进行实验分析。为什么用拉曼光谱仪对材料进行实验效果不好，红外光谱仪反而较好呢？查阅文献后认为可能是与材料的红外活性和拉曼活性有关，当然也可能是样品制作不够完善，仪器不够先进。下面对两种活性做简单介绍。CMR材料活性分析红外活性与拉曼活性某种振动类型是否具有红外活性，取决于分子振动时其偶极矩是否发生变化；拉曼活性则取决于分子振动时极化

4、度是否发生变化。极化度:分子在电场(如光波等交变电磁场)的作用下，分子中电子云变形的难易程度。极化度、电场E、诱导偶极矩m三者之间的关系:CMR材料活性分析拉曼和红外是否活性判别规则:(1)相互排斥规则:凡具有对称中心的分子，具有红外活性(跃迁是允许)，则其拉曼是非活性(跃迁是禁阻)的;反之，若该分子的振动对拉曼是活性的，则其红外就是非活性的。(2)相互允许规则:一般，没有对称中心的分子，其红外和拉曼光谱部是活性的。(3)相互禁阻规则:有少数分子的振动其红外和拉曼都是非活性的。CMR材料活性分析例:下图是CS2的简正振动：因为CS2是线型分子，它应有3N5=4个简正振动。v1振动没有偶极

5、矩的变化，是红外非活性的。但是v1振动价电子易变形，有极化度的改变，所以拉曼活性。V2振动是红外活性的，因为振动时发生偶极矩的变化；但是拉曼是非活性的，因为尽管对每个原子在振动时会产生极化度的变化，但是因为反对称的原子位移是在对称中心的两边进行的，极化度的变化互相抵消，极化度的净效应等于零。v3是简并振动，其红外是活性的，拉曼是非活性的。拉曼光谱在CMR研究中应用激光拉曼光谱作为一种检测材料微结构的的主要手段，可以清楚地反映出材料的内部的微结构，应力分布概况等。通过实例来简单说明拉曼光谱在CMR研究中应用采用溶胶凝胶方法在单晶Si上制备了不同厚度的庞磁电阻材料（LSMO）薄膜，并利用共焦显微

6、拉曼散射研究了薄膜的结构，发现厚度引起了薄膜的结构相变。不同厚度薄膜和块状样品的拉曼散射图谱（激发激光波长为325nm）90nm样品在320，490，602，542和675处出现散射信号。随着厚度增加，薄膜的拉曼信号逐渐接近块材样品。320附近的峰向高波数移动到块材的325，670附近的峰越来越尖锐，同时明显的向低波数移动，块材的散射峰649处。除了150nm样品有较弱的602散射峰外，90nm厚的样品中较强的490，602和542散射峰在其他样品均不出现。另外，在较厚的薄膜和块材样品，在440-480浮劲出现一个非常宽的波包。。。谢谢