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三重价态锰钙钛矿氧化物与原子尺寸p-n结性能研究

黄科科  
【摘要】: 本论文主要研究了在水热条件下生成的具有三重混合价态锰复合氧化物奇特的调制结构和电学性质。 在超强碱的水热体系下,由于K+离子进入到钙钛矿结构中,使得La、Ca、K三种离子共存钙钛矿结构的A位,随即出现了具有锰的三重混合价态(Mn3+、Mn4+、Mn5+)。化学滴定Mn元素平均价态的测定、近红外光谱、锰的同步辐射K边X射线吸收近带谱、荧光光谱、X射线光电子能谱、同步辐射吸收精细结构谱确定了在钙钛矿氧化物中Mn5+的存在。 单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、同步辐射、高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射研究了样品的结构,结果表明样品具有复杂的调制结构。通过扫描探针显微镜的接触导电模式,测量了在边长20-30μm的小立方体的电学性能,结果显示样品的I/V曲线呈现出了很好的整流特性,其结论与1974年Aviram和Ratner理论模拟的理想分子整流曲线十分相似。另外,样品的表面瞬态光电压谱、霍尔效应、温差电动势均体现出样品独特的物理性能。 对于LaXCa1-XMnO3的强关联电子体系的氧化物,它有很多奇特的性能,现已经成为了材料科学、物理学、化学等多门学科的研究焦点。本论文讨论的具有三重混合价态的锰钙钛矿氧化物La1-x-yCaxKyMnO3,由于K+离子进入到这个强关联电子氧化物的A位时,使得La、Ca、K共存于钙钛矿结构的A位,这使得电子-电子和电子-晶格的各种耦合作用更加复杂,化合物La1-x-yCaxKyMnO3势必产生一些更加独特的性能。


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