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Cr掺杂La_(1-x)Ca_xMnO_3的结构及磁性

石峰军  
【摘要】:以钙钛矿结构锰氧化物为代表的巨磁电阻效应材料,由于它们所表现出来的超大磁致电阻效应(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,因而受到人们广泛的关注。普遍认为双交换作用对钙钛矿锰氧化物中CMR效应起关键作用,故本论文通过对Mn位元素的替代来研究掺杂后对双交换作用的影响。本论文的主要工作和结果如下: 研究了Mn位替代氧化物La_(2/3)Ca(_1/3)Mn_(1-x)Cr_xO_3和La_(0.8)Ca_(0.2)Mn_(1-x)Cr_xO_3的结构和磁性。通过结构分析,掺入少量Cr后体系的晶胞收缩,体积变小;Jahn-Teller畸变增大,Mn-O-Mn的平均键角也随之减小,使得体系的居里温度Tc降低,从这个侧面都支持了双交换作用模型。通过样品的磁相图还发现随着Cr含量的增加,体系经历了铁磁金属、铁磁绝缘体、反铁磁态转变。并讨论了x=0.67作为体系结构和磁性的临界点。从结构和磁性两个方面,证实了双交换模型在解释锰氧化物的铁磁金属性是合理的。 通过测量La_(0.8)Ca_(0.2)Mn_(1-x)Cr_xO_3的热磁曲线(ZFC—FC)、交流磁化率曲线研究了体系中的自旋玻璃态特征。发现体系存在典型的自旋玻璃态(SG)和团簇玻璃态(CG)特征,且其热磁性质可以用温度和磁场的双势阱模型来解释;通过不同频率下的交流磁化率曲线,讨论了其自旋玻璃态的冻结温度T_f与最大弛豫时间τ间的关系,得到了其特征时间常数。


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