CrMn或Co掺杂尖晶铁氧体的磁有序和阳离子分布研究.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 中图分类号：0469 密级： 公开 UDC： 530 学校代码： 10094 诃4￡解为丈学 硕士学位论文 (学历硕士) Cr(Mn或Co)掺杂尖晶石铁氧体的 磁有序和阳离子分布研究 Study of magnetic ordering and cation distributions in Cr(Mn or Co)doped spinel ferrites 作者姓名： 郎莉莉 指导教师： 唐贵德教授 学科专业： 凝聚态物理 研究方向： 氧化物功能材料物性及微结构 论文开题日期： 2013年09月06日 万方数据  学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文《Cr(Mn或Co)掺杂尖晶石铁氧体的磁有序和阳离子 分布研究》，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文 中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者(签名)：郦氟彖＼ 指导教师确认(签名)：力墟店 撕l土年占月站日 伽岱年j月磕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构 送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在——年解密后适用本授权书) 论文作者(签名)：郎笺却 指剥帷孙膨肜 ¨仕年j月砧日 扣艘年岁月砂日 11 万方数据  摘 要 (A)[B】204尖晶石型铁氧体是重要的磁性材料，在多个领域均有应用，例如， 电子器件、磁记录介质、生物医学等。每个尖晶石型铁氧体的单胞中，有24个 金属阳离子，填充在面心立方密堆积排列的氧离子间隙中。其中有两种间隙位置： 四面体位和八面体位，或称为(A)位和【B】位，因而(A)位间隙小于[B】位间隙，并 且(A)位与[B】位周围氧离子的电荷比值为2／3。其中，阳离子可以为Ti、V、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等离子。 对于典型的MFe204(M=Fe、Co、Ni、Cu)材料，其(A)、【B】子晶格中离子磁 矩分别平行排列，但两个子晶格的离子磁矩相互反平行排列。传统理论利用超交 换作用模型解释尖晶石铁氧体的磁结构。近几年，美国学者认为可使用超交换作 用解释(A)位和[B】位磁矩之间反平行排列的现象，而利用双交换作用模型解释[B】 或(A)子晶格内磁矩平行排列的现象。可近似认为其中Fe离子都是3价，一半进 入(A)位，一半进入【B】位，所以两个子晶格中Fe离子的磁矩恰好相互抵消；M 离子都是2价，并且全部进入[B】位，所以当M=Fe、Co、Ni、Cu时，其平均每 个分子的磁矩实验值分别为4．2、3．3、2．3、1．3“B，略大于二价的Fe、Co、Ni 和Cu离子的磁矩4、3、2、1 pB。当M=Mn耐，实验磁矩约为4．6 laB，略小于 Mn2+的磁矩5№。当M=Cr时，实验磁矩约为2№，只有Cr2+磁矩(4№)的二分 之一。迄今为止，对于Mn和Cr掺杂尖晶石铁氧体的磁结构与Fe、Co、Ni和 Cu掺杂时的区别，没有发现满意的解释，成为长期困扰磁学界的一个问题，以 至于在经典的铁磁性物理著作中，回避关于Cr掺杂尖晶石铁氧体磁结构的介绍。 本课题组依据洪特定则首次提出在尖晶石铁氧体的一个子晶格(【B]或(A)子 晶格)中，Cr离子(3d电子数目拗小于或等于4)的磁矩与Fe、Co、Ni、Cu(nd5) 离子反平行排列，并应用量子力学势垒模型(Quantum．mechanical potential barrier model)和样品在10 K下的磁矩估算了尖晶石铁氧体C叫％吖Fe204(M=Fe、Co， 0．0x5_1．0)等系列样品的阳离子分布。 本文利用化学共沉淀法制备了系列样品CrxNil_xFe204(0．0xS_0．3)、 MnxCol哨Fe204(0．0_xS_0．3)和CoxNil』e204(0．0垡0．3)，利用X射线衍射谱、冷场 发射扫描电子显微镜照片、X射线能量散射谱和物理性质测量系统对样品进行表 征。利用洪特定则对阳离子3d电子自旋方向的限制和QMPB模型研究了这些材 万方数据  料中的阳离子分布。主要研究结果如下： (1)所有样品均属于单相立方尖晶石结构，空间群属于Fd3m；晶格常数a 均随着X的增加而增大；晶粒粒径均大于100 nnl，所以，在磁性的研究中可以 忽略表面效应的影响。C州il．xFe204和MnxCol吖Fe204系列样品的颗粒粒径在O．3 “m至4．5¨m之间，为多晶材料；样品的实际成分