鈣鈦礦型稀土錳氧化物中摻雜效應(yīng)的研究.pdf

1、本論文以鈣鈦礦型稀土錳氧化物為研究對象，通過特殊的制備工藝，研究了B位Nb元素?fù)诫s對純的具有Mn3+：Mn4+擇優(yōu)比的La2/3Sr1/3MnO3和La2/3Ca1/3MnO3系列化合物的磁電阻（Magnetoresistance）效應(yīng)的影響，希望能通過一定的方法提高錳氧化物的低場下的磁電阻，特別是室溫處大的磁電阻的實現(xiàn)。文中還探索了該效應(yīng)的微觀機(jī)理，并討論了影響該磁電阻效應(yīng)的幾個重要因素。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Nb元素對B位Mn離子的替代，確

2、實影響了體系的電磁性質(zhì)，并出現(xiàn)不尋常的超大磁電阻效應(yīng)，特別是摻雜量為x=0.05的La2/3Sr1/3Mn1-xNbxO3樣品在室溫處表現(xiàn)出遠(yuǎn)大于以往文獻(xiàn)中所報道的低場室溫磁電阻，對于其他摻雜量的樣品的磁電阻也有顯著增強(qiáng)效果；在La2/3Ca1/3Mn1-xNbxO3系列中也觀測到了十分有趣的現(xiàn)象。同時本文還探索了不同燒結(jié)時間和不同燒結(jié)溫度等不同的制備工藝，以求獲得其磁電阻增強(qiáng)的最佳工藝條件，并分系統(tǒng)進(jìn)行了對比。本論文也對該類復(fù)合材料作

3、了較系統(tǒng)的研究，每章的主要內(nèi)容概述如下。 第一章介紹了各種磁電阻類型及相關(guān)的物理性質(zhì)和理論解釋，主要說明了鈣鈦礦中的本征及非本征磁電阻效應(yīng)，同時對稀土錳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、磁結(jié)構(gòu)以及電輸運特性作了概括，還對此類材料的相關(guān)理論作了大致的闡述，尤其是影響RE1-xAExMnO3體系錳氧化物電磁輸運行為和磁電阻效應(yīng)的主要因素。最后簡單介紹了相關(guān)磁電阻材料的應(yīng)用和本論文的選題依據(jù)和研究意義。 第二章首先分別簡單闡述了液相

4、、固相和氣相的樣品制備方法，綜合比較了個方法的利弊，然后給出了本文所采取的特殊的制備方法，最后簡單說明了研究中對樣品微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)和電性能測試的相關(guān)實驗情況。 第三章主要是討論A位摻雜系列的電輸運特性與磁電阻效應(yīng)。首先給出了摻入Ca或Sr后樣品的磁性質(zhì)與摻雜量x和溫度的關(guān)系相圖，然后以按照第二章所介紹的制備方法制得的純的La2/3Sr1/3MnO3 和La2/3Ca1/3MnO3樣品為研究對象，然后按照制備條件的不同，對幾個

5、系列樣品的電輸運行為和磁電阻進(jìn)行了分類討論，結(jié)果顯示，純的樣品的低場下的磁電阻比較小，特別是室溫磁電阻，只有在很高的外場和低溫下才有明顯的磁電阻出現(xiàn)。 第四章和第五章分別討論了B位Nb摻雜的La2/3Sr1/3Mn1-xNbxO3和La2/3Sr1/3Mn1-xNbxO3系列樣品電輸運行為和磁電阻效應(yīng)，主要討論了在燒結(jié)溫度Ts=1450oC，燒結(jié)時間t=24小時燒結(jié)工藝條件下的樣品的電輸運行為和磁電阻效應(yīng)，并分別討論了同燒結(jié)時

6、間不同燒結(jié)溫度和同燒結(jié)溫度不同燒結(jié)時間的兩種不同后期處理方式下的樣品的特性差異，最后，參考相關(guān)文獻(xiàn)，嘗試著提出了對部分特殊實驗現(xiàn)象的合理解釋。有意義的是Nb元素的摻入，確實影響了體系的電磁性質(zhì)，并出現(xiàn)不尋常的超大磁電阻效應(yīng)，特別是摻雜量為x=0.05的La2/3Sr1/3Mn1-xNbxO3樣品在室溫處表現(xiàn)出遠(yuǎn)大于以往文獻(xiàn)中所報道的低場室溫磁電阻，對于其他摻雜量的樣品的磁電阻也有顯著增強(qiáng)效果。 第六章對全文作了總結(jié)，說明了本論文