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稀土锰氧化物的磁阻抗和复合软磁材料的研究

孙晓林  
【摘要】:由于锰氧化物的晶体结构与CaTiO3的晶体结构类似,从而称之为钙钛矿锰氧化物。由于钙钛矿锰氧化物材料表现出100%自旋极化率和庞磁电阻效应(CMR)。使的该材料不仅拥有重大的潜在应用价值,而且蕴含着非常丰富的物理知识,比如双交换作用、Jahn-Teller效应、磁相变伴随着导电性转变、自旋有序、晶格效应、电荷有序、轨道有序、以及它们之间的相互耦合等等。本论文主要研究了钙钛矿锰氧化物的A位和B位掺杂对材料的磁阻抗的影响。 我们同时也研究了软磁复合材料的绝缘包覆技术,研究过程中我们发现了一种材料在绝缘包覆中既具有绝缘包覆的作用,又起到了润滑的作用。 本论文的工作主要得到了以下的结论: 1.使用X射线衍射仪对溶胶-凝胶制备的La0.67Ca0.33Mn1-xCOXO3(X=0.01,0.03,0.05,0.07),La0.67Ca0.33Mn1-xZnXO3(X=0.01,0.03,0.05,0.07), La0.6Ba0.4MnO3纳米晶材料进行了结构的分析,得到材料空间结构都为单一的钙钛矿。同时利用四点法通过HP4294A阻抗分析仪测量上述样品材料的磁阻抗。 2.首先我们选用磁性元素Co作为B位掺杂元素。利用溶胶-凝胶法制备的La0.67Ca0.33Mn1-xCoxO3(X=0.01,0.03,0.05,0.07)纳米晶材料在外加磁场H=1000Oe,发现在X=0.03时直流磁电阻效应最大为-23.4%表现出不错的磁电阻效应。然而当H=1000Oe,样品材料在交流中测量磁电阻效应发现当X=0.03时交流频率f=10Mhz,纳米晶材料交流磁电阻效应达到了最大值-36.32%,同时材料的磁阻抗效应也达到了最大值-28.74%。我们发现在Co的B位掺杂效应中当B位掺杂量X=0.03时对材料的磁阻抗效应影响是最大的。同时在磁阻抗效应对交流频率具有一定的选择性。 3.上述我们使用了磁性元素Co作为B位掺杂元素,本论文第四章我们选择了非磁性元素Zn作为B位掺杂元素,在同等试验条件下观察该非磁性元素Zn掺杂对样品材料的磁阻抗效应的影响。利用溶胶-凝胶法制备的La0.67Ca0.33Mn1-xZnxO3(X=0.01,0.03,0.05,0.07)外加磁场H=1000Oe时直流磁电阻效应最大值分别为11.56%,-24.69%,-16.67%,-12.11%。同样可以观察到在X=0.03时直流磁电阻效应最大。在外加磁场H=1000Oe时,交流磁电阻效应和磁阻抗效应最大值同样也发生在掺杂量X=0.03。然而和磁性元素Co的B位掺杂所引起的交流磁电阻效应和磁阻抗效应有所不同的是,在低频f=2Mhz时,交流磁电阻效应达到最大值-35.64%。而磁阻抗效应最大值则在低频f=1Mhz时达到-25.80%。我们可以观察到磁性元素Co对样品体系引起磁效应主要是发生在较高的频率,而非磁性元素Zn对样品体系引起的相应交流磁电阻效应和磁阻抗效应的影响主要是发生在较低的频率。 4.采用溶胶-凝胶法制备的La0.6Ba0.4MnO3,在室温条件下,在外加磁场H=600Oe时样品的直流磁电阻效应很小仅为-1.97%。在外加磁场H=600Oe时,交流磁电阻效应最大值可以达到-41.92%。大大超过了直流磁电阻效应值,磁阻抗效应最大值为-28.46%。 5.我们也研究了软磁复合材料的绝缘包覆的研究,我们利用了磷酸包覆和纳米级无机氧化物包覆研究的对比发现,ZnO在绝缘包覆中既能起到绝缘包覆的作用同时也起到了润滑剂的作用。


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