鈷基和錳基鈣鈦礦氧化物的磁性和輸運(yùn)性分析

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1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文摘要(abstract)詳細(xì)論文摘要對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物的研究始于五六十年代。近十年來對該體系研究的復(fù)興，卜要是由于高溫超導(dǎo)氧化物和CMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。我們知道，磁阻效應(yīng)在工業(yè)上具有重要的應(yīng)用價(jià)值，例如磁記錄的讀磁頭，磁傳感器等。更重要的是，在物理學(xué)基礎(chǔ)研究上，這類強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系表現(xiàn)出豐富的物理內(nèi)容，激發(fā)著人們?nèi)ヌ剿鳌脑缙诟邷爻瑢?dǎo)銅氧化物的研究熱湖中，人們已經(jīng)發(fā)展了對這類材料的很多知識，如樣品制備，以及結(jié)構(gòu)，電磁性質(zhì)的廣泛理解，特別是可以通過成分的改變來方便地對這類材料進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移以及能帶填充的控制，這無疑

2、極大地促進(jìn)了對CMR材料的快速而深入的研究。通過載流子摻雜，特別是錳氧化物體系表現(xiàn)出許多有趣的現(xiàn)象，如金屬一絕緣體轉(zhuǎn)變，鐵磁一反鐵磁相變，電荷有序，相分離，以及各種相互作用競爭的復(fù)雜效應(yīng)等。本論文也嘗試著在鉆氧和錳氧鈣鈦礦體系，通過摻雜來獲得對該體系的理解。整個(gè)論文分為四章。第一章綜述了磁電阻效應(yīng)的歷史與發(fā)展。首先簡要介紹了各種具有磁電阻效應(yīng)的材料及特點(diǎn)，然后重點(diǎn)對CMR錳氧化物和鈷氧化物的物理性質(zhì)作了詳細(xì)的介紹，其中包括晶體結(jié)構(gòu)，磁結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)，輸運(yùn)行為，電荷有序態(tài)，相分離現(xiàn)象，以及各種相互作用的理論模型介紹，等等。第二二章我們研究了

3、L‰。，Sr。，CoO，的La位引入具有較大離子磁矩的G礦對該系統(tǒng)的影響，主要是磁性和電阻所表現(xiàn)出的一些有趣的變化，發(fā)現(xiàn)其磁行為與Mn基化合物相比表現(xiàn)出截然不同的效果。在Mn基化合物中隨著Gd的逐漸摻八，體系先由長程鐵磁變?yōu)閳F(tuán)簇玻璃，然后對于摻雜量較高的樣品，體系在低溫下呈現(xiàn)反鐵磁特征；對于Co基化合物，隨著Gd離子的引入，反而在低溫下磁化強(qiáng)度出現(xiàn)快速上升的行為。Mn基化合物的反鐵磁行為，被認(rèn)為是由于Gd次格子和Mn次格子反鐵磁耦合作用造成的。而在Co基化合物中，我們通過布掣淵函數(shù)擬和得出結(jié)論，認(rèn)為磁化強(qiáng)度低溫F快速上升的行為歸因j-．G

4、d中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文摘要(abstruct)離子的順磁性貢獻(xiàn)，Gd離子與Co離子之間不存在磁耦合或者耦合很弱，這是由于Co離子具有S=0的自旋態(tài)所決定的。第三章我們在L‰，Ca。，MnO，這個(gè)電荷有序化合物里通過Mn位引入非磁的四價(jià)Ti離子，結(jié)合宏觀和微觀(ESR)的磁性測量對摻雜引起的電荷有序態(tài)的破壞和演化作了研究。對于Lao；Cao，MnO，體系，我們知道從高溫到低溫，先出現(xiàn)鐵磁相變，然后出現(xiàn)CO相變，緊接著發(fā)生反鐵磁轉(zhuǎn)變。我們發(fā)現(xiàn)在該體系摻入極少量的Ti立即造成CO相的融化，并伴隨著鐵磁性以及金屬絕緣體轉(zhuǎn)變的出現(xiàn)，而進(jìn)一步

5、的摻雜，則導(dǎo)致電阻增大，磁性減弱。對于這-一CO相體系以及其摻雜融化過程，我們通過ESR手段觀察到了AFM(CO)一FM—PM多相共存的現(xiàn)象。第四章首先介紹了母體化合物L(fēng)aMnO，+占的性質(zhì)，然后主要討論了Fe和Zn在其B位摻雜的結(jié)果，最后綜述了各種離子如cr，F(xiàn)e，co，Ni，Cu，Zn等，在LaMnO，的Mn位替代的結(jié)果，并討論了可能存在的相互作用。Zn：一的摻入造成Mn4+的出現(xiàn)，因此可以產(chǎn)生雙交換作用，但同時(shí)又造成MnO√＼面體的額外畸變，從而影響了輸運(yùn)行為。對于Fe離子摻雜，我們通過穆譜判斷Fe是三價(jià)態(tài)；基于x射線譜，紅外和Tc

6、相關(guān)的磁阻效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及ESR出現(xiàn)的奇異結(jié)果，并根據(jù)Fe3+具有與Mn”相似電子配置的事實(shí)，我們提出Fe3+處于中間自旋態(tài)并和Mn3+之間存在雙交換作用的可能性。Ⅱ中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文摘要(abstract)論文摘要對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物的研究始于五六十年代。近十年來對該體系研究的復(fù)興，主要是由于高溫超導(dǎo)氧化物和CMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。我們知道，磁阻效應(yīng)在工業(yè)上具有重要的應(yīng)用價(jià)值，例如磁記錄的讀磁頭，磁傳感器等。更重要的是，在物理學(xué)基礎(chǔ)研究上，這類強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系表現(xiàn)出豐富的物理內(nèi)容，激發(fā)著人們?nèi)ヌ剿?。從早期高溫超?dǎo)銅氧化物的研究

7、熱潮中，人們已經(jīng)發(fā)展了對這類材料的很多知識，如樣品制備，以及結(jié)構(gòu)，電磁性質(zhì)的廣泛理解，特別是可以通過成分的改變來方便地對這類材料進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移以及能帶填充的控制，這無疑極大地促進(jìn)了對CMR材料的快速而深入的研究。通過載流子摻雜，特別是錳氧化物體系表現(xiàn)出許多有趣的現(xiàn)象，如金屬一絕緣體轉(zhuǎn)變，鐵磁一反鐵磁相變，電荷有序，相分離，以及各種相互作用競爭的復(fù)雜效應(yīng)等。本論文也嘗試著在鈷氧和錳氧鈣鈦礦體系，通過摻雜來獲得對該體系的理解。整個(gè)論文分為四章。第一章綜述了磁電阻效應(yīng)的歷史與發(fā)展。首先簡要介紹了各種具有磁電阻效應(yīng)材料，然后重點(diǎn)對CMR錳氧化物和鈷

8、氧化物的物理性質(zhì)作了詳細(xì)的介紹。第二章我們研究了La067Sro33C003的La位引入具有較大離子磁矩的Gd¨對該系統(tǒng)的影響，主要是磁性和電阻所表現(xiàn)出的一些有趣的變化。第三章我們在La0．5