收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双钙钛矿氧化物体系的磁性和电输运性质

夏炜炜  
【摘要】: 早在20世纪50年代,有关A2BB'O6型双钙钛矿氧化物的合成和物性研究已开始见诸报道。90年代末,在该体系中发现了一系列诸如非常规高温超导和室温隧穿型巨磁阻效应,从而使得双钙钛矿氧化物体系的研究在理论和实验两个方面都受到了高度的关注,迄今已成为凝聚态物理中一个十分活跃的前沿研究领域。 1997年吴茂昆报道了一种不含铜氧面的双钙钛矿材料Sr2YRu1-xCuxO6 ,其超导温度为30 K,属于高温超导体,并且具有一些特殊的磁性质如低温磁有序和自旋玻璃态等。1998年Kobayashi等人报道了在双钙钛矿氧化物Sr2FeMoO6在室温低场下观测到显著的巨磁阻(GMR)效应,研究表明Sr2FeMoO6块体样品在室温300K表现出隧道磁电阻(TMR)达到10%,42K下达42%,电阻主要是由于晶界上的载流子散射造成的。居里温度为410K,远高于室温。相对其他已有的磁电阻材料,Fe/Mo双钙钛矿具有室温磁阻更大,相变温度更高的优点,成为最有可能在室温下得到应用的磁电阻材料而倍受关注。此外从理论角度上看,在双钙钛矿氧化物体系中具有不同的电子组态的B和B'位离子可以提供丰富的化学变换组合以及由此带来的离子间不同类型的交换相互作用,从而为各类电子强关联物理现象的探索研究提供了一个具有重大学术价值的研究对象。 本论文回顾总结了已有关于A2BB'O6双钙钛矿型氧化物体系的若干重要的研究成果与最新进展。利用固相反应技术合成了Sr2YRu1-xZnxO6、Sr2FeRuO6、Sr2FeMnO6双钙钛矿型氧化物体系,并且对这三个体系的结构、磁性和电输运性质进行了系统的研究,获得了若干有价值的研究结果: 首先,采用固相烧结工艺制备了Sr2YRu1-xZnxO6(x=0,0.1,0.2)陶瓷样品,采用多晶X射线和扫描电子显微镜技术对样品的物相成分、晶体结构和晶体表面形貌进行了表征与分析,将Sr2YRu1-xZnxO6(x=0,0.1,0.2)样品X射线衍射谱与理论模拟多晶样品X射线标准谱比较显示样品单相已经形成. X射线的实验结果表明:样品均形成了在a-b方向上具有双倍周期的钙钛矿结构,属于立方晶系,晶体空间群为Fm3m(No 225).Sr2YRuO6原胞为立方结构(a=8.164?),Y离子和Ru离子分别有序占据4a(0,0,0)和4b(1/2, 1/2, 1/2)原子等效位置.并且发现样品X射线衍射谱中的(111)衍射峰为B位Y离子和Ru离子有序占据时的特征峰.实验显示Zn离子取代Ru离子对晶胞参数影响很小.振动样品磁强计(VSM)测量了在常温下样品Sr2YRu1-xZnxO6(x=0,0.1,0.2)磁化强度与磁场强度的关系,样品在常温下显示顺磁性.计算得到Sr2YRuO6中Ru离子的有效磁矩为2.417μB.用标准的四端子测量方法测量了样品的电阻随温度的关系,样品电阻随掺杂量的增加而降低,并且实现了由反铁磁绝缘体向半导体转变. 其后,成功制备了双钙钛矿结构Sr2FeRuO6样品,并且对其衍射数据进行了Rietveld拟合,得到双钙钛矿Sr2FeRuO6属于三斜晶系(space group I2/c),其晶胞参数为a=5.508 ? ,b=5.474 ?, c=7.861 ?,β=90.127。由于没有观察到超晶格有序峰(111)和(311),得到Fe离子和Ru离子无序的占据B位。室温下磁化曲线表明Sr2FeRuO6具有顺磁特征,并且其Neel温度远在室温以上。电阻率随温度变化曲线表明Sr2FeRuO6呈现典型的半导体行为,其禁带宽度约为0.23 eV。此外特别有意义的是发现Sr2FeRuO6在低温具有较大的磁阻效应(MR~20%, 120K)。 最后,通过固相烧结工艺制备了双钙钛矿Sr2FeMnO6,经XRD分析得到Sr2FeMnO6为有序双钙钛矿,晶胞结构属于立方群(a=7.726 ?),晶胞空间群为Fm3m (No. 225)。ESR测试,首次观测到改样品从反铁磁到顺磁的转变,奈耳温度被确定为~475。在奈耳温度以上,电子ge f f值接近2,表明Fe离子显示+3价,电子在氧八面体晶体中结构为( t2g3eg2 for 3d5:S = 5/2, L=0, J=5/2, g=2),Mn离子的显示+5价(t2g2 eg0 for 3d2: S = 1, L=3, J=2, g=2/3)。双钙钛矿Sr2FeMnO6和Sr2FeMoO6有很多在结构、磁性上有很多特征。他们都在室温以上存在一个磁性转变温度。测试了该样品的电输运性质,从电输运性质上看样品显示半导体特性,其禁带宽度约为0.199 eV。,在温度为200K、磁场强度为1T时,样品的磁电阻MR~4.5%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 伏广才,李明星,董成,郭娟,杨立红;K_xCoO_2·yH_2O(x<0.2,y≤0.8)的晶体结构、输运及磁学性质[J];物理学报;2005年12期
2 王文举;张有地;金向军;杜锡光;;焦磷酸根桥连的双核铜配合物的晶体结构及磁学性质研究[J];东北师大学报(自然科学版);2009年03期
3 孙英姬;黄中;刘海洋;师唯;程鹏;;含三吡唑硼的双核铜(Ⅱ)和双核钴(Ⅱ)配合物的合成与性质研究[J];南开大学学报(自然科学版);2007年01期
4 霍国燕;刘爽;王烨;王玉平;;双钙钛矿型化合物LaK_(0.99)Fe_(1.2)Mo_(0.8)O_6性质的研究[J];河北大学学报(自然科学版);2006年03期
5 张丽芳;倪中海;魏贤勇;崔爱莉;寇会忠;;氯桥联双核Mn(Ⅱ)配合物的合成、结构与磁性[J];南开大学学报(自然科学版);2009年02期
6 武汉清;牛淑云;金晶;王瑶;;系列Fe(Ⅲ)-草酸配位超分子的合成、结构及磁性[J];吉林大学学报(理学版);2009年05期
7 周庆路;夏炜炜;徐洪芳;顾世浦;何军辉;;Ba_2YRu_(1-x)Cu_xO_6陶瓷的结构和磁性[J];扬州大学学报(自然科学版);2007年01期
8 罗鸿志,贾琳,李养贤,孟凡斌,申江,陈难先,吴光恒,杨伏明;Er_3(Fe,Co,M)_(29)化合物(M=Cr,V,Ti,Mn,Ga,Nb)的结构与磁性[J];物理学报;2005年11期
9 金晓峰,董国胜,吴义政,吴镝,唐文新,钱冬,姜晓明,贾全杰;外延生长在GaAs(001)表面的磁性薄膜[J];复旦学报(自然科学版);2001年03期
10 魏海英;张英杰;霍国燕;陈艳红;腰世哲;;双钙钛矿Sr_(2-x)K_xCoSbO_6(0≤x≤0.4)系列氧化物结构及电学性质[J];河北大学学报(自然科学版);2011年03期
11 刘锦宏;张凌飞;田庚方;李济晨;李发伸;;低温固相反应法制备的NiFe_2O_4纳米颗粒的结构与磁性[J];物理学报;2007年10期
12 叶志高;朱丽萍;彭英姿;叶志镇;何海平;赵炳辉;;脉冲激光沉积法(PLD)生长Co掺杂ZnO薄膜及其磁学性能[J];发光学报;2008年03期
13 蓝志环;闫羽;;ZnO和Y掺杂ZnO薄膜磁性的研究[J];纳米科技;2009年05期
14 杨应昌,孔麟书,程本培;新型金属间化合物Sm(TiFe)_(12)的结构与磁性[J];物理学报;1988年09期
15 徐洪芳;夏炜炜;孙娟;何军辉;;La掺杂双钙钛矿Ba_2NiMoO_6的磁性和铁电性能[J];扬州大学学报(自然科学版);2007年04期
16 傅平秋,倪集众;三十二年来我国矿物学研究进展[J];矿物学报;1982年01期
17 江建生,胡宁海,周清廉,申成,樊玉国;二苯亚砜硝酸铒的晶体结构[J];中国科学技术大学学报;1984年01期
18 柴钢,王文魁;锡石的晶体结构和形态的关系[J];岩石矿物学杂志;1988年04期
19 高胜利;马怀让;杨祖培;;六水合硝酸镝(Ⅲ)的晶体结构[J];西北大学学报(自然科学版);1990年02期
20 石磊,沈富仁,周锡庚,叶钟文;Nd·(η~5-C_5H_5)_3·OC_4H_6的晶体结构[J];中国科学技术大学学报;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐娜;廖代正;;铁磁偶合的一维铜配位聚合物[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
2 白正帅;孙为银;;新型含锰金属配合物的结构调控及性能研究[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
3 刘雪霆;刘清亮;;一个新的单-μ-氯桥联的双核铜(II)配合物的合成,晶体结构和磁性[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
4 刘彩明;;功能配合物的化学修饰与调控初探[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
5 潘玉鹏;李大成;窦建民;王大奇;;锰配位聚合物的合成与晶体结构[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年
6 魏珍;宋会花;何蓉;;配合物[Co(TPyP)]_n(TPyP=中位-四吡啶卟啉)的合成和表征[A];中国化学会第27届学术年会第05分会场摘要集[C];2010年
7 李锦;王秀丽;林宏艳;胡海良;;一种新的超分子化合物{(HINO)_6·(P_2W_(18)O_(62))·14H_2O}的水热合成、晶体结构及电化学行为[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
8 陈宝宽;林政国;王博;胡长文;;两个新颖的有机基团官能化的钒多酸的合成及晶体结构[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
9 何蓉;宋会花;魏珍;;基于氨基酸衍生物的锰锌配合物的合成:温度与溶剂的影响[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
10 于美;刘建华;李松梅;;不同结构镍纳米线阵列的制备及其磁性[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(3)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 翁建全;1,3-噻唑烷衍生物的合成、结构和生物活性[D];浙江工业大学;2005年
2 何战兵;Al-Cr-(Si)合金系中准晶及其近似晶体相的结构研究[D];大连理工大学;2005年
3 吴宗斌;多孔膦酸盐的制备、表征和结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
4 毛红艳;多吡啶、多羧酸构筑的功能性配合物的结构和性能研究[D];东北师范大学;2005年
5 董晋湘;无磷洗涤剂助剂——层状二硅酸钠的合成与特性研究[D];太原理工大学;2004年
6 蔡淑怡;含硫族碳硼烷配体有机多核过渡金属配合物的合成和结构研究[D];复旦大学;2007年
7 杨文;几类化合物中的分子间弱相互作用研究[D];苏州大学;2007年
8 王先平;DPY-30-like C端结构域与Musashi1 RRM1的晶体学研究[D];中国协和医科大学;2008年
9 王俊东;烷氧基取代酞菁的晶体结构与光记录介质的研究[D];福州大学;2002年
10 路艳罗;超分子结构层状锂锰氧化物的组装及其电化学性能研究[D];北京化工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏炜炜;双钙钛矿氧化物体系的磁性和电输运性质[D];扬州大学;2008年
2 徐洪坤;含有Sm(Ⅲ),Eu(Ⅲ),Gd(Ⅲ),Cd(Ⅱ)金属离子新型配合物的合成、表征及性质研究[D];山东师范大学;2005年
3 周庆路;A_2B′B″O_6型双钙钛矿氧化物体系的结构、磁性和电输运性质[D];扬州大学;2007年
4 胡爱生;手性席夫碱功能配合物的合成、结构与性质研究[D];赣南师范学院;2009年
5 张霞;以席夫碱配体构筑的金属配合物的结构与磁性[D];内蒙古大学;2008年
6 徐洪芳;双钙钛矿氧化物体系的结构和磁性[D];扬州大学;2008年
7 汪汝武;RMn_6Ge_6稀土锰基化合物的结构、磁性和磁电阻效应[D];武汉科技大学;2004年
8 仲崇娜;阴离子柱撑磁性二元水滑石的制备与表征[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 谢黎霞;金属—氧杂环功能配合物的合成、结构及磁性、热稳定性的研究[D];郑州大学;2004年
10 姚月娟;2,2’-联吡啶-3,3’-二甲酸配合物的合成、结构及性质研究[D];西北大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 阳光;肿瘤早期诊断造影剂研究获进展[N];中国医药报;2006年
2 记者 万曦亮;“磁性上饶”成为外商创业乐园[N];上饶日报;2006年
3 记者 白毅;中科院长春应化所磁性纳米药物制备研究获创新成果[N];中国医药报;2009年
4 记者  董映璧;德意科学家破解二氧化镎奇异磁性之谜[N];科技日报;2007年
5 张中桥;磁性支架能防再狭窄吗?[N];健康报;2008年
6 林成功;我科学家制备生物相容磁性纳米晶体[N];中国化工报;2006年
7 陈丹;科学家利用原子空位使石墨产生磁性[N];科技日报;2010年
8 郑铁峰通讯员 王帆;一把钥匙能开遍一幢楼房门[N];中国消费者报;2007年
9 小新;磁性导航立体定向技术有望治疗心律不齐[N];医药经济报;2005年
10 张华;统一润滑油力推新一代双效磁性产品[N];中国工业报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978