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La_(0.7-x)Eu_xCa_(0.3)MnO_3与La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/(Eu_2O_3)_x中磁电阻效应的研究与比较

代国红  
【摘要】: 近年来,锰氧化物一直是理论和实验研究中的热点,这主要是因为该材料在磁场下所表现出来的超大磁电阻效应(CMR,Colossal Magnetoresistance)具有很广阔的应用前景,而且,锰基钙钛矿材料是典型的强关联电子体系,自旋,电荷和轨道等自由度的相互耦合对材料的性质起决定性作用。那些忽略电子之间相互作用的经典近似不再适用,因此对超大磁电阻效应的产生机理的研究也是凝聚态物理所面临的挑战之一。虽然Zener在1951提出的双交换理论可以定性的解释铁磁金属态到顺磁绝缘态的转变和超大磁电阻效应,但是在定量上与实验数据相去甚远,因为该理论忽略了由于晶格畸变而产生极化子的影响。因此,极化子的输运行为的研究对于加深锰氧化物的理解显得十分重要。 在本文中,我们通过传统的固相反应法制备了La_(0.7-x)Eu_xCa_(0.3)MnO_3,其中x=0.01,0.03,0.10,0.15等,通过Eu部分取代La位来改变A位平均离子半径和尺寸无序度,发现,随着掺杂量的增加,A位平均离子半径减小,尺寸无序度增大,为了进一步研究材料的高温(TTP)导电机理,我们分别用四种模型拟合了实验数据,结果发现,随着掺杂量的增加,模型与实验数据的线性相关性下降,单一模型无法适用。据此我们预言材料中的高温导电行为是晶格极化子与自旋极化子共同参与导电的结果,高温电输运行为由单一极化子向多种极化子共存转变。同时,铁磁金属-顺磁绝缘体转变温度朝低温移动,且磁电阻效应随着掺杂量的增加而加强。 此外,我们还制备了复合材料La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/(Eu_2O_3)x,x=2%, 3%,分别在900℃,1100℃,1300℃下烧结,系统的研究了晶界效应对La_(0.3)Ca_(0.3)MnO_3的影响。实验结果表明,当烧结温度TS(sintering temperature)较低时,如TS=900℃,1100℃时,晶界效应十分明显。在远离居里温度Tc以下依然表现出很强的磁电阻效应。随着烧结温度升高,晶界效应所引起的非本征磁电阻减弱。 在文章的最后,我们对取代和复合样品中的超大磁电阻效应进行了比较。


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