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La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/Cu复合材料块材和薄膜的电磁输运性质研究

皮玉波  
【摘要】: 钙钛矿锰氧化物由于具有庞磁电阻(CMR,Colossal Magnetoresistance)效应,同时在其内部存在着自旋,电荷和轨道等自由度的相互耦合,是研究强关联电子体系的重要窗口,近几十年来成为材料科学、凝聚态物理等领域的主要研究对象之一。庞磁电阻材料有着广泛的应用前景,是传感器、读写磁头的理想材料。然而,由于这类磁电阻效应主要出现在低温范围(远低于室温),它的大小随温度升高而迅速减小,而且需要在比较高的外场下才有比较可观的磁电阻值,因而限制了这种材料在实际器件中的应用。人们致力于通过掺杂、填隙等方法改变材料内部的结构,研究它的电磁输运性质,同时期望在较高的温度(如室温)以及较小的外加磁场下得到较大的磁电阻效应。本文采用不同方法(包括固相反应法,磁控溅射法等)制备了La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3 /Cu体系的块材和薄膜样品,系统分析了该体系内部的结构以及电磁输运行为,并对其CMR效应进行了研究。本文主要包括如下六个方面: 第一章,介绍CMR材料的研究进展,并对材料的结构、电磁性质以及CMR效应产生的机理进行系统的概述。并以此为依据提出本论文的研究目的和意义。 第二章,描述样品的制备工艺以及有关的测试方法。包括用蒸汽冷凝法制备纳米量级的金属Cu粉,用固相反应方法制备复合体系的块材样品,同时详细介绍了用磁控溅射的方法制备La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3 /Cu体系的颗粒膜和多层膜。 第三章,系统分析Cu粉掺杂La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3体系的物理性质。详细分析了掺入的Cu元素对材料结构的影响,讨论了由取代作用和晶界效应所引起的特殊的电磁输运性质,并指出这两种效应提高了样品的CMR效应。 第四章,对La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3 /Cu复合体系的颗粒膜进行研究。对样品的结构进行分析,系统讨论了两靶共溅射时,样品的性质随Cu靶的溅射速率的变化。对比分析了不同基片对薄膜性质的影响。 第五章,研究了在不同基片上的La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3 /Cu复合体系的多层膜的电输运性质,并讨论了不同厚度的Cu层对样品性质的影响。 第六章,对全文总结。


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