稀土掺杂钙钛矿锰氧化物CMR效应的研究论文.doc

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1、稀土掺杂钙钛矿锰氧化物CMR效应的研究摘要近年来,具有庞磁电阻效应的稀土掺杂锰氧化物成为了凝聚态物理研究的重要领域。锰氧化物的载流子自旋极化率高,且在居里温度附近表现出很大的磁电阻效应,因此在自旋电子学中有潜在的应用前景。另一方面,锰氧化物是典型的强关联电子体系,它对目前有关强关联体系的认识提出了很大挑战。目前，掺杂稀土元素对钙钛矿锰氧化物的庞磁电阻效应有着重要的影响，本文综述了锰氧化物的各种性质及其物理原因以及在稀土中掺杂钙钛矿锰氧化物对庞磁电阻效应的影响，并且讨论了锰氧化物的一些可能的应用以及对庞磁电阻材料的展望。关键词：锰氧化物；CMR效应；相分离；磁电阻；双交换作用

2、TheStudyofCMREffectofPerovskiteManganeseOxideDopesRareEarthAbstractInrecentyears,theManganeseoxidewhichdopesrareearthwithLepenmagnetoresistanceeffcthasbecometheimortantpartofCondensedmatterphysicsresearch.Ontheonehand,ManganeseoxidecarrierspinpolarizationrateishighanditshowsalargeMagnetore

3、sistanceeffectneartheCurietemperature.Thereforeithaspotentialapplicationsinspintronics.Ontheotherhand,Manganeseoxideisatypicalstronglycorrelatedelectronsystem,anditputsforwardagreatchallengetothestrongcorrelationsystem.Atpresent,thedopingofrareearthelementsontheColossalMagnetoresistancePer

4、ovskitemanganiteresistanceeffecthasanimportanteffect.Thepapernotonlyreviewsthevariouspropertiesofthemanganeseoxide,itsphysicalreasonsandtheeffectofPerovskitemanganeseoxidemixedwithrareearthtotheLepenmagnetoresistance,butalsodiscussesthepossibleapplicationsofthemanganeseoxide,aswellastheout

5、lookfortheColossalmagnetoresistancematerials.Keywords:Manganeseoxide;CMReffect;Phaseseparation;Magnetoresistance;Doubleexchangeinteraction目录1.钙钛矿锰氧化物基本物理性质11.1钙钛矿锰氧化物基本的晶格11.2钙钛矿锰氧化物电子结构和电子态21.3层状钙钛矿锰氧化物的磁性和电性32.钙钛矿锰氧化物涉及的一些基本理论52.1双交换相互作用52.2氧化物中的相分离63.锰氧化物的CMR效应73.1CMR效应73.2CMR效应的产生机制83.

6、2.1锰氧化物CMR效应的可能机理83.2.2锰氧化物CMR效应可能机理的新证据94.钙钛矿锰氧化物研究的历史进展及现状105.锰氧化物的电荷/轨道有序相及其输运性质105.1锰氧化物的电荷和轨道有序相105.2钙钛矿锰氧化物的输运性质115.2.1高温输运性质—极化子输运115.2.2低温输运性质—本征输运126.锰氧化物的一些可能的应用126.1磁隧道结126.2磁p-n结137.庞磁电阻材料目前存在的问题和对庞磁电阻材料的展望14参考文献15致谢161.钙钛矿锰氧化物基本物理性质当前，钙钛矿锰氧化物的研究是凝聚态物理的前沿热点，不仅由于其本身丰富的内涵，而且还由于其表

7、现出迷人的物理现象：在外界条件刺激下表现出明显的电或磁相变，外界磁场变化可以导致材料的磁相变、金属绝缘体转变等，这已经为大家所熟知，其实，其它条件的变化也可激发材料的相变，如光辐射、X射线衍射、电子束、以及电场或电流的刺激等等。1.1钙钛矿锰氧化物基本的晶格一般泛指的锰氧化物(Manganites)是基于钙钛矿结构来说的，它的通式可以写为：(其中R为稀土元素,A为碱土元素)，通常也称作Ruddlesden-Popper(RP)相。在RP化合物中，“n”代表八面体顺着晶体[001]方向堆垛的层数。如图1所示，单层n=