Zn摻雜鈣鈦礦錳氧化物的結(jié)構(gòu)和磁電阻效應(yīng)研究.pdf

1、以鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物為代表的巨磁電阻效應(yīng)材料，由于它們所表現(xiàn)出來的超大磁致電阻效應(yīng)(colossal magnetoresistance)在提高磁存儲(chǔ)密度及磁敏感探測(cè)元件上具有十分廣闊的應(yīng)用前景，因而受到人們廣泛的關(guān)注。本論文通過對(duì)Ln位元素的替代來研究摻雜后對(duì)磁電阻效應(yīng)的影響。本論文的主要工作和結(jié)果如下： 首先，本論文通過傳統(tǒng)的固相反應(yīng)制備了具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土摻雜錳氧化物L(fēng)a<,1-x>Zn<,x>MnO<,3>(x=0.1

2、，0.3，0.5)塊材，測(cè)量了晶體結(jié)構(gòu)和電性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種材料在溫度從100K增加到300K過程中，該樣品具有負(fù)磁阻效應(yīng)，且在100K以上呈現(xiàn)絕緣體特性。推測(cè)該樣品的金屬一絕緣體轉(zhuǎn)變溫度Tp可能在100K以下。當(dāng)x=0.3時(shí)，La<,1-x>Zn<,x>MnO<,3>塊材的電阻率最低，這主要由于x的含量決定Mn<'4+>/Mn<'3+>的比率，而材料的電阻溫度關(guān)系強(qiáng)烈地依賴材料的Mn<'4+>/Mn<'3+>的比率，當(dāng)Mn<'4+>

3、/Mn<'3+>=2：1時(shí)，電阻率最小。即x=0.3時(shí)，Mn<'4+>/Mn<'3+>≈2：1，電阻率最小。 其次，利用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)制備了La<,2/3>Sr<,(1-x)/3>Zn<,x/3>MnO<,3>塊材，測(cè)量了晶體結(jié)構(gòu)和電阻-溫度特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨摻雜量x增加，體系的峰值電阻溫度降低。還研究此系列體系的導(dǎo)電特性，表明體系在低溫(TTp)有明顯的半導(dǎo)體特性。 最后，用激光沉積方

4、法在Si稱底上制備La<,0.7>Zn<,0.3>MnO<,3>薄膜。通過XRD，SEM等測(cè)試手段對(duì)沉積薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。所制備發(fā)現(xiàn)沉積溫度是決定薄膜生長(zhǎng)模式的一個(gè)最重要的因素。對(duì)于La<,0.7>Zn<,0.3>MnO<,3>薄膜來說，存在有一個(gè)最佳沉積溫度，在沉積溫度在T=800℃時(shí)，才可能得到結(jié)晶性能較好薄膜。通過合理的控制上藝參數(shù)可在Si(100)襯底上獲得高擇優(yōu)取向的La<,0.7>Zn<,0.3>MnO<,3>薄膜