摻Ca錳氧化物微結(jié)構(gòu)及其電磁輸運特性研究.pdf

1、采用固相反應(yīng)法制備了 La1-xCaxMnO3系列陶瓷,以 X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、正電子湮沒壽命譜儀等表征其微結(jié)構(gòu),以綜合物理性能測試系統(tǒng)(PPMS)測試其電磁輸運特性。研究不同工藝條件(燒結(jié)溫度、保溫時間、壓片壓強)對 La0.67Ca0.33MnO3物性的影響,探討La1-xCaxMnO3系列樣品電磁輸運特性的形成機制,分析Y3+、Cu2+、Fe3+摻雜對La1-xCaxMnO3陶瓷電磁特性的

2、影響,得到以下主要實驗結(jié)果:
　　(1)La1-xCaxMnO3樣品均為鈣鈦礦結(jié)構(gòu),隨著摻Ca量的增加,b軸逐漸縮短,晶胞體積不斷減小。
　　(2) La1-xCaxMnO3陶瓷樣品均發(fā)生鐵磁-順磁轉(zhuǎn)變和金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變,其居里溫度Tc及其金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變溫度TMI相當。
　　(3)在壓片壓強為30MPa,燒結(jié)溫度為1400℃,保溫20小時條件下制備的La1-xCaxMnO3系列陶瓷中,La0.67Ca0.33MnO3

3、樣品的雙交換作用最強,其磁化強度、Tc、TMI最大,電阻率最小。
　　(4)對La1-xCaxMnO3陶瓷,當T>Tc時(順磁絕緣區(qū)),樣品中電子傳導(dǎo)由載流子熱激活模型ρ=ρ0 exp(-Eα?(kBT))控制;當T　　(5)在 La0.67Ca0.33MnO3中摻入少量的Y3+、Cu2+、Fe3+,不改變其鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。
　　(6)對

4、La0.67-xYxCa0.33MnO3系列陶瓷樣品,Y摻雜削弱了該系列樣品的鐵磁性,降低了樣品的磁化強度并促使Tc和TMI向低溫方向移動。在1T外磁場下,La0.67Ca0.33MnO3、La0.60Y0.07Ca0.33MnO3和La0.57Y0.10Ca0.33MnO3的最大磁電阻分別為30.92％、133.25%和229.19%。
　　(7)對La0.67Ca0.33Mn1-xCuxO3系列陶瓷樣品,因為Cu2+的半徑大于

5、Mn3+的半徑,摻 C u2+后,樣品的晶胞體積明顯增大。隨著 C u含量的增加,La0.67Ca0.33Mn1-xCuxO3基體的自由電子密度增大,缺陷態(tài)的正電子壽命降低,Tc從244K減小到42K,磁化強度也急劇減小,鐵磁性削弱。
　　(8)對 La0.67Ca0.33Mn1-xFexO3系列陶瓷樣品,Fe摻雜不僅降低了樣品的磁化強度,而且使樣品的轉(zhuǎn)變溫度Tc向低溫方向移動,La0.67Ca0.33MnO3、La0.67Ca0