稀土錳氧化物體系的相分離磁性及磁熱效應研究.pdf

1、具有類鈣鈦礦型結構的錳氧化物一直是人們研究的熱點，這不僅是因為該類材料有著豐富的物理內(nèi)涵，更為重要的是其在磁存儲、磁傳感以及磁制冷等方面有著廣闊的應用前景。錳氧化物作為一種強關聯(lián)電子材料，其自旋、軌道、電荷、晶格等自由度之間存在著強烈的耦合作用，導致了該體系呈現(xiàn)出復雜的電磁相圖以及電荷有序、相分離等有趣的物理現(xiàn)象。人們通過各種實驗手段直接或間接地證實了錳氧化物中相分離的存在，同時也研究了基于相分離的交換偏置效應。由于錳氧化物具有較高的飽

2、和磁化強度，較小的矯頑力，而且材料的居里溫度點可以通過不同的摻雜在一個很寬的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因而在磁制冷方面有著潛在的應用價值。本論文主要研究了基于相分離的La1-xCaxMnO3(0.80≤x≤0.95)中的交換偏置效應及其對體系輸運性質的影響；同時研究了La2/3Sr1/3MnO3單晶不同方向的磁熱效應等。此外，還探索了La2/3Ca1/3Mn1-xFeO3(x=0，0.1，0.2)磁輸運性質和電子自旋共振行為。具體內(nèi)容共分為四章并

3、分別概括如下：
　　 第一章綜述了錳氧化物的研究進展，介紹了其晶體結構、主要磁電物理機制、La1-xCaxMnO3和其它體系的電磁相圖、基于相分離的交換偏置效應以及錳氧化物材料磁熱效應的研究進展和電子順磁共振(EPR)的研究結果。
　　 第二章詳細研究了La1-xCaxMnO3(0.80≤x≤0.95)的結構和磁特性。結構分析表明所用樣品在室溫下都是正交的晶體結構；隨溫度降低體系部分正交結構向單斜結構轉變，在一定溫度范圍

4、和摻雜區(qū)間正交結構和單斜結構共存于體系。磁測量結果表明La1-xCaxMnO3(0.80≤ x＜0.95)中存在交換偏置效應，而且體系交換偏置場在Ca的摻雜量x=0.90時達到最大值，在體系完全為自旋傾斜G型反鐵磁時(x=0.95)，交換偏置效應消失。分析表明由C型反鐵磁本身電子相分離而導致的交換偏置效應以及C型反鐵磁對自旋傾斜G型反鐵磁釘扎而產(chǎn)生的交換偏置效應對體系均有貢獻。磁輸運測量結果表明，界面自旋對體系電荷輸運有著重要的影響。<

5、br>　　 第三章探索了用光學浮熔區(qū)法生長單晶，詳細討論了退火對La2/3Sr1/3MnO3單晶結構的影響及單晶沿不同方向的磁熱效應。沒有經(jīng)過退火處理的單晶，在ac面存在一定的無序排列，即a、c兩軸形成無序；經(jīng)過退火處理的樣品，ac面內(nèi)結晶度提高，但是在b方向單晶有結構重構現(xiàn)象，解離成片狀晶體。La2/3Sr1/3MnO3單晶在低場下表現(xiàn)出相對較大的磁熱效應和一定的各向異性。測量結果表明，其在高溫磁制冷方面有潛在的應用價值。