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钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性

孙阳  
【摘要】:以钙钛矿结构氧化物为代表的巨磁电阻材料,由于它们所表现出来的超大磁电阻效应(Colossal Magnetoresistance)在提高磁存储密度及磁敏感探测元件上具有十分广阔的应用前景,因而受到人们的广泛关注。同时,这类材料还表现出诸如磁场或光诱导的绝缘体-金属转变,电荷有序、轨道有序、以及相分离等十分丰富的物理内容,涉及到凝聚态物理的许多基本问题,一旦解决了这些问题的微观物理机制,必将对凝聚态物理的发展和完善起到巨大的推动作用。 在本论文中,作者通过理论和实验研究,对巨磁电阻氧化物的物理性质和新型磁电阻材料作了一些研究和探索。相关的研究结果已在国际科技期刊上发表10篇,其中Appl. Phys. Lett. 2篇,Phys. Rev. B 4篇,J. Phys. :Condens. Matter1篇,J. Magn. Magn. Mater. 3篇。 本论文分为上下两篇,共七章。上篇为基础篇,包括第一、二章:下篇为研究篇,包括第三—七章。 第一章综述了磁电阻效应研究的历史、发展与现状。介绍了各种磁电阻材料的物理化学性质,如磁性多层膜、磁性纳米材料、钙钛矿结构氧化物、焦绿石结构和尖晶石结构化合物等。通过本章的介绍,我们将对磁电阻效应以及磁电子学都有一个概括的了解。 第二章介绍了超大磁电阻材料锰氧化物丰富的物理性质。包括晶体结构、电子结构、磁性质、输运性质、电磁相图、有序相,以及其他奇特的物理现象。通过本章,我们将了解到掺杂锰氧化物的基本物理性质,并对诸如双交换作用、Jahn-Teller效应、电荷有序等物理概念有所认识,为进入该研究领域作好了准备。 第三章研究了A位和B位元素替代对锰氧化物的性质和磁电阻效应的影响。其中,第一节研究了Gd替代La位所产生的影响,目的是为了研究A位平均离子半径及额外的稀土磁性对锰氧化物磁性和磁电阻的影响。通过用Gd对La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3中的La进行部分替代,我们发现金属-绝缘体转变以及磁电阻效应


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