半摻雜CMR錳氧化物（塊材及薄膜）的電、磁相結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本論文工作系統(tǒng)地研究了新型超大磁電阻（colossal magnetoresistance, CMR）材料A0.5-xLaxSr0.5MnO3 (A=Pr，Nd)多晶塊材、多晶定向薄膜和外延薄膜的制備、晶體結(jié)構(gòu)、電、磁性能、CMR效應(yīng)、鐵磁半導(dǎo)體和電子相分離等重要內(nèi)容。 首先成功制備了A0.5-xLaxSr0.5MnO3多晶塊材，測(cè)定了它的晶體結(jié)構(gòu)和電、磁性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這兩種材料在溫度從5K增加到300K的過程中，由反鐵磁絕緣

2、體依次轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁半導(dǎo)體、鐵磁金屬和順磁半導(dǎo)體等。最重要的是，Pr1-xLaxSr0.5MnO3（x=0.10, 0.15）在從5K到300K的升溫過程中，在較低磁場(chǎng)(1T)作用下，在反鐵磁-鐵磁轉(zhuǎn)變(在奈耳溫度TN處)和鐵磁-順磁轉(zhuǎn)變(在居里溫度TC處)時(shí)同時(shí)表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的磁電阻效應(yīng)。這是自1996年首次發(fā)現(xiàn)Pr0.5-xYxSr0.5MnO3和Pr0.5Sr0.5-xCaxMnO3在較高磁場(chǎng)（5-7T）作用下存在兩種磁電阻效應(yīng)共存現(xiàn)象

3、以來(lái)的又一不小進(jìn)步。 其次，本工作在用激光沉積（Pulsed laser deposition）方法制備A0.5-xLaxSr0.5MnO3 薄膜的過程中，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A0.5-xLaxSr0.5MnO3 來(lái)說，存在有一個(gè)最佳沉積溫度，只有在此溫度時(shí)才可能得到真正的外延（單晶）薄膜。在此溫度以上，隨溫度升高，薄膜的外延性將逐步退化直至消失，變?yōu)?c 軸取向的多晶薄膜；在此溫度以下，隨溫度

4、的降低，薄膜的外延性也將逐步退化直至消失，薄膜中逐漸出現(xiàn) a 軸取向的晶粒，降到某一溫度后，將變成完全 a 軸取向的多晶薄膜。繼續(xù)降溫，則不能形成取向薄膜。 此外，本工作還發(fā)現(xiàn)，只有外延薄膜的電相變與其磁相變是相互對(duì)應(yīng)的，即反鐵磁態(tài)時(shí)薄膜呈絕緣性、鐵磁態(tài)時(shí)呈金屬性、順磁態(tài)時(shí)則顯半導(dǎo)體性，與單晶材料的電、磁相結(jié)構(gòu)相似。定向多晶薄膜則由于晶界的影響不具備這一特性。 通過對(duì)A0.5-xLaxSr0.5MnO3 薄膜的系統(tǒng)研究,