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La_(1-x)Ag_xMnO_3物理特性的研究

耿滔  
【摘要】: 自1989年在掺杂钙钛矿型锰氧化物Ra_(1-x)M_xMnO_3 (其中M为金属离子,Ra为三价稀土离子)中发现庞磁电阻(CMR)以来由于其在磁记录、磁传感器等方面潜在的应用前景,以及金属—绝缘体相变等所涉及的强关联效应,使该类化合物吸引了物理学界的广泛注意。 多年来,围绕着钙钛矿中庞磁电阻的机理问题,人们展开了对钙钛矿锰氧化物的结构、电磁输运性质的研究,先后设想了多种模型。最后由Anderson等人发展了五十年代初期由Zener创立起来的双交换作用理论,为解释庞磁电阻效应提供了一条途径。九十年代,Millis等人对庞磁电阻效应的机理作了重要的探索,有关晶格效应的研究对钙钛矿庞磁电阻的理论研究有着非常重要的意义。种种实验事实表明,基于纯粹的双交换模型来解释材料中的庞磁电阻效应有着相当的局限性,实验和理论上对于材料中强的电—声子相互作用,电荷—轨道耦合等以及材料中所包含的相分离的趋势等问题,都还有待进一步的研究。 本论文主要研究了La_(1-x)Ag_xMnO_3样品的物理特性,其主要内容介绍如下:1.La_(1-x)Ag_xMnO_3粉末样品成相过程的研究 通过对一系列La_(1-x)Ag_xMnO_3(x=0.05,0.15,0.25,0.35,0.45)多晶样品成相过程的分析,观察到La(1-x)Ag_xMDO_3多晶的临界成相温度与样品的银含量有着密切的关系:银含量越高的样品成相所需的临界成相温度就越高。并且当银含量达到一定程度时会有单质银析出,我们认为这是因为银离子在溶胶—凝胶的过程中被还原成单质,以银团簇的形态存在于样品中,随着烧结温度的提高,银原子逐渐被氧化成银离子,取代La~(3+),进入晶格,形成钙钛矿结构。2.La_(1-x)Ag_xMnO_3室温磁电阻的研究 通过往 LaMnO_3 中掺杂过量的Ag~(1+)离子,观察到其室温磁电阻(ΔA/R=(R(H)-R(O)/R(O)/R(O)))在Ag的名义含量x=0.3及x=0.65时分别出现磁电阻峰,在1.8T的外场下分别达到-23.0%和-22.7%,但需要注意的是,由于在烧结底板上以及样品本身银单质的析出,其真实的银含量要小于计算值。通过分析,我们认为x=0.3的样品中所出现的这种巨大的磁电阻效应与样品中的富银相是无关的,而是锰钙钛矿本身达到了最佳配比,载流子浓度达到最佳值,而x=0.65的样品中所出现的这种巨大的磁电阻效应与样品中富银相的出现紧密相关,其Ag颗粒、钙钛矿颗粒和样品中的空隙达到了一定的配比,使其体系导致了一个明显的场致渗流效应。


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