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掺镁锰基钙钛矿的晶体结构与电磁性质

梁宏伟  
【摘要】: 钙钛矿结构的稀土锰氧化物以其庞磁阻现象和自旋-电荷-轨道间的相互作用而产生的丰富物理内涵而备受瞩目。尽管人们已对此进行了大量研究,但目前对这类材料的深入认识以及庞磁阻效应机理的合理解释仍需作深入细致的研究。本论文以掺镁锰基钙钛矿为研究对象,比较系统的研究了镁的占位情况以及镁掺杂量对锰钙钛矿晶体结构,电性及磁性的影响,希望得到镁掺杂对钙钛矿电磁性质即相互作用机理作出合理的解释。 我们以简单钙钛矿为对象对镁的占位进行了研究。结果显示,镁既可以占据A位,也可以占据B位。虽然钙钛矿的A,B位对掺杂离子有较大的宽容度,但对于镁离子,占据A位的容忍因子仅为0.79-0.85;而占据B位的容忍因子为0.85-1.07,在镁的占位过程中,似乎热力学占据主导因素。 B位掺杂样品当掺杂量大于0.08时,低温磁性行为表现出自旋玻璃态,这和镁掺杂直接相关。非磁性镁离子的引入在样品中形成了竞争性的铁磁性和反铁磁性相,两相的竞争导致了自旋玻璃态的形成。 Mg掺杂明显影响MnO。八面体的面内弯曲振动模。掺杂浓度较高时,v4面内弯曲振动峰发生劈裂。Mg~(2+)在A位掺杂对v4面内弯曲振动的影响小于Mg~(2+)在B位掺杂的影响。对于v3伸缩振动,Mg在A或B位掺杂有相同的影响。 样品TTp时,B位掺杂样品的电阻符合阿仑尼乌斯公式。 样品的活化能随着Mg掺杂量的提高单调增大,外加磁场的增大相应的增大了活化能。


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