LaSrMnO掺杂及复合材料结构和磁电运性质研究.docx

摘要高温下自旋电子热隧穿绝缘晶界引起。掺BTO的磁电阻随温度变化表现出与LSMO 摘要 高温下自旋电子热隧穿绝缘晶界引起。掺BTO的磁电阻随温度变化表现出与LSMO 化合物不同的行为。磁电阻随温度增加而单调降低。随掺杂浓度增大，低温下 的磁电阻增大而高温下磁电阻 3、降低。磁电阻随磁场关系变化表明在低温下掺杂浓度增大，低场下的磁 电阻降低，而高磁场下的磁电阻增大。 3用水热法制备了‘BaTi03粉体。研究表明Ba／Ti比和水热反应的碱性对水 热反应的产物有很大影响。Ba／Ti比越大，碱性越强越有利于水热反应。用这种 反应制备的粉末掺入到LSMO中，发现掺杂浓度为20％时，室温电阻率依然很小。 4在LSMO中掺入相同摩尔比33m01％不同禁带宽度的CuO、ZnO和A1203氧 化物。研究发现掺入CuO和ZnO的复合材料电阻率随温度变化出现了两个峰， 高温的电阻率最大值与LSMO的最大电阻率接近，且电阻率峰所对应的温度与 LSMO的居里点相近。低温的电阻率峰比较宽，在～255K左右。而LSMO／O．33A1203 复合材料的电阻率在200—400K随温度升高而下降。在200K的电阻率比LSMO化 合物的电阻率增大两个数量级。LSMO／0．33Cu0和LSMO／O．33ZnO的磁电阻随温度 的变化与LSMO化合物基本相似，而LSMO／O．33A1203的磁电阻随温度的升高而下 降。这些结果表明LSMO／第二相／LSMO结构的势垒决定着复合材料的磁电输运性 质。ZnO虽然室温下的禁带宽度为3．30ev，但在烧结时容易分解产生Zn间隙和 O空位，CuO的禁带宽度比较低(1．1ev)，使得载流子可以越过势垒而导电，高 温下第二相是导通的。而A1203禁带宽度比较高，所以对载流子的势垒散射较强。 在5T高磁场下载流子在低温下可以自旋极化隧穿绝缘相，而高温下载流子热隧 穿绝缘相导致磁电阻很小。 5 LSMO具有软磁性，在LSMO中掺入lvlno．sZno．5Fe204(MZF)软磁绝缘和 BaO．6Fe203(BaM)硬磁绝缘相，一方面磁性晶粒之间存在磁性耦合，另一方面存 在自旋极化的散射和隧穿效应，磁性耦合必然对这种自旋极化散射和隧穿效应 产生影响。MZF加入到LSMO材料中磁化强度降低，同时电阻率增大，在5T 高磁场下低温电阻率降低很大。磁电阻随温度升高而降低。BaM掺入到LSMO 中后，复合材料的磁性表现为硬磁性，电阻率急剧升高。这些结果表明硬磁BalVl 对软磁晶粒和自旋极化载流子具有强烈的钉扎作用。 关键词：锰氧化物；复合材料；磁电阻；自旋相关散射和隧穿效应；磁性耦合 m ABSTRACTABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT Manganites are kind of important functional material which has always stimulated strong interests from 1 950s．From 1 950 to 1 990，most researches had been focused the magnetic and electrical properties of divalent cation doped manganese oxides．The material has the strongest ferromagnetic and metallic properties at the 33％doping level，which had been elucidated by the double exchange model where the carders hop through neighboring Mn3+and M∥ion with strong Hund coupling．From 1 990s，some new effects such as colossal magnetoresistance effect, grain·boundary effect and magnetocaloric effect have triggered new increasing surge．The materials will show larger applying prospect in the fields such as hard disc head-reading and room-temperature refrigeration． №／3Srl／3Mn03(LSMO)compound that exhibits paramagnetic insulator to ferromagnetic metallic around 360K a