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钙钛矿稀土锰氧化物的巨磁阻抗效应

黄清芳  
【摘要】:钙钛矿锰氧化物La1-xAxMnO3 (A=Ca, Ba, Sr和Pb)具有庞磁阻效应(CMR),但是CMR效应需要很大的磁场,近年来发现的巨磁阻抗(GMI)在很小的磁场下有很大的响应受到广大科研工作者的研究。人们通常用低价阳离子元素比如Ca、Ba、Sr、Pb等部分替代LaMnO3中La的位置(A位掺杂)或用Fe、Co、Ni等来替代Mn的位置(B位掺杂)来研究他们的磁阻特性。本论文主要研究A位掺杂和B位掺杂对钙钛矿锰氧化物磁阻抗的影响。本论文的工作主要得到如下结论: 1.空间结构:我们用溶胶凝胶法制备La0.75Sr0.25MnO3,La0.67Ca0.33MnO3,La0.70Ca0.30MnO3,La0.67Ca0.32Fe0.01MnO3纳米晶材料和固态烧结法制备La0.7Sr0.3MnO3样品。通过X光谱分析,掺杂后的空间结构基本不变。说明钙钛矿结构相当稳定。 2.采用溶胶凝胶法制备的La0.75Sr0.25MnO3,在室温条件下,样品的直流磁电阻效应很小,在H=600 Oe的外加磁场时仅为-0.8%。在外加磁场H=600 Oe,交流磁电阻效应ΔR/Ro的最大值可达-17.90%,磁阻抗效应ΔZ/Z0最大值可达-8.2%。 3.采用传统固态烧结法制备La0.7Sr0.3MnO3材料,在室温情况下,样品的磁电阻,磁电抗,磁阻抗效应都随样品厚度的增加而增加。当外加磁场H=760 Oe时,样品厚度为4.5 mm的交流磁电阻效应ΔR/R0最大值可达-13.9%,磁阻抗效应ΔZ/Z0最大值可达-2.9%。 4.采用溶胶凝胶法制备La0.67Ca0.33MnO3纳米晶材料样品金属-绝缘体的相变温度约为268 K。外加磁场H=1 kOe时,La0.67Ca0.33MnO3纳米晶材料在居里温度附近的直流磁电阻效应ΔR/R0最大值能达到-24%。外加磁场H=1 kOe,样品的最大负磁电阻效应ΔR/R0值和最大负磁阻抗效应ΔZ/Z0值分别为-38.2%和-25.6%。然而在交流频率f=30 MHz时,样品在低温下(T248 K)出现正磁电抗效应和正的磁阻抗效应。在高温(T275 K)低频下样品出现较小的正磁电阻效应、正磁电抗效应和正磁阻抗效应。 5.采用溶胶凝胶法制备La0.70Ca0.30MnO3纳米晶材料样品的直流电阻随温度显示出双波峰的现象,随着交流频率的上升样品电阻的双峰现象逐渐减弱到f=30 MHz时完全消失。样品在外加磁场H=1 KOe时的最大交流磁电阻、磁电抗、磁阻抗值分别为-11.5%,-2.2%,-4.2%。 6.采用溶胶凝胶法制备La0.67Ca0.32Fe0.01,MnO3纳米晶材料,样品从绝缘非金属相到导电金属相的相变温度为T=260 K。外加磁场H=600 Oe,在温度T260 K时,样品的最大磁电阻效应ΔR/R0可以达到-24.9%;在T260 K时,样品的磁电阻效应ΔR/R0紧能达到-2.1%。外加磁场H=600 Oe,在T260 K时样品呈现负磁电抗效应和负磁阻抗效应。在T260 K时样品呈现正磁电抗效应和正磁电抗效应。


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