龐磁阻錳氧化物L(fēng)a1-xCaxMnO3的電、磁、光特性研究.pdf

1、龐磁阻錳氧化物因其具有較高的自旋極化率，且常在居里溫度(TC)附近表現(xiàn)出大的磁電阻效應(yīng)而被研究工作者廣泛研究。此外，龐磁阻錳氧化物中存在多相共存和競(jìng)爭(zhēng)，使得這類材料對(duì)外界條件（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光照等）的響應(yīng)明顯。因此，在本文中，我們以龐磁阻錳氧化物L(fēng)a1-xCaxMnO3為研究對(duì)象，探索磁場(chǎng)和光照（λ=405nm）條件對(duì)磁基態(tài)以及電學(xué)性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.采用溶膠凝膠方法制備出質(zhì)量良好的La1-xCaxMnO3(x

2、=0.10，0.15，0.20，0.30)塊材樣品及La0.7Ca0.3MnO3/Si異質(zhì)結(jié)薄膜，分別對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌的表征。XRD結(jié)果表明，La1-xCaxMnO3(x=0.10，0.15，0.20，0.30)塊材樣品及La0.7Ca0.3MnO3/Si異質(zhì)結(jié)薄膜均是正交對(duì)稱性結(jié)構(gòu)。SEM結(jié)果表明，塊材和薄膜樣品晶粒致密，表面平整，晶粒大小均勻，晶界清晰。
　　2.對(duì)La1-xCaxMnO3(x=0.10，0.15，0.20

3、，0.30)塊材樣品進(jìn)行磁電特性及光電特性的研究。以多功能振動(dòng)磁強(qiáng)計(jì)為測(cè)試平臺(tái)，對(duì)La1-xCaxMnO3(x=0.10，0.15，0.20，0.30)樣品的電輸運(yùn)特性（R-T曲線和I-V曲線）和磁輸運(yùn)特性（M-T曲線和M-H曲線）進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試和表征。磁性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度(300K-50K)的降低，La1-xCaxMnO3(x=0.10，0.15，0.20，0.30)樣品的磁基態(tài)發(fā)生了順磁到鐵磁的轉(zhuǎn)變，且隨著Ca摻雜量的增加，

4、順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變溫度明顯增加。由La1-xCa，MnO3樣品電阻隨溫度的變化曲線可知，隨著溫度的降低，La1-xCaxMnO3樣品的導(dǎo)電性發(fā)生從絕緣態(tài)到金屬態(tài)的轉(zhuǎn)變。光照條件下測(cè)試La1-xCaxMnO3塊材樣品的電學(xué)性能可知，隨著激光強(qiáng)度的增加，La1-xCaxMnO3塊材樣品在低溫區(qū)電阻增加，在高溫區(qū)電阻減小。由La1-xCaxMnO3樣品的電流電壓曲線（I-V曲線）結(jié)果可知，加光后La1-xCaxMnO3樣品的I-V曲線發(fā)生改變且有

5、開(kāi)路電壓產(chǎn)生，即有光伏效應(yīng)產(chǎn)生。進(jìn)一步研究La1-xCaxMnO3樣品開(kāi)路電壓隨溫度的變化曲線可以看出，隨溫度的降低，加光照后，La1-xCaxMnO3樣品開(kāi)路電壓的變化與其磁基態(tài)和電阻的變化規(guī)律有一定的關(guān)聯(lián)，但是產(chǎn)生光伏效應(yīng)的微觀機(jī)制仍需進(jìn)一步的研究。
　　3.選擇金屬絕緣體相變溫度較高的La0.7Ca0.3MnO3樣品制備La0.7Ca0.3MnO3/Si異質(zhì)結(jié)，利用多功能振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)Vaserlab測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試錳氧化物異質(zhì)

6、結(jié)的電磁輸運(yùn)特性及光伏效應(yīng)。由不同濃度和層數(shù)的磁輸運(yùn)（M-T和M-H）曲線可知樣品的磁性很強(qiáng)，磁化強(qiáng)度在1000Oe時(shí)達(dá)到飽和且10層和13層薄膜樣品的矯頑力分別為364Oe和352Oe。在加磁場(chǎng)和激光條件下，對(duì)不同濃度和層數(shù)的La0.7Ca0.3MnO3/Si異質(zhì)結(jié)樣品進(jìn)行電學(xué)性能的表征可知:隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，樣品電阻降低;隨激光強(qiáng)度的增加，樣品的電阻幾乎沒(méi)有發(fā)生變化。通過(guò)不同溫度下加磁場(chǎng)和激光的I-V曲線分析可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度和激光強(qiáng)