LCMO系列材料電磁輸運(yùn)特性的理論模擬.pdf

1、堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物中發(fā)現(xiàn)的龐磁電阻（Colossal Magnetoresistance，CMR）效應(yīng)對科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用都具有很大的價值，這激發(fā)了人們對這類化合物的廣泛興趣。由于該體系是自旋、電荷、軌道相關(guān)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系，因此這類體系中存在著多種相互作用，多種相互作用的互相耦合和競爭使得這類體系產(chǎn)生了各種復(fù)雜的物理現(xiàn)象，反映在電磁輸運(yùn)特性方面（主要包括阻溫特性和磁電阻特性），人們發(fā)現(xiàn)了金屬-絕緣體（M-I）的轉(zhuǎn)變以及CM

2、R效應(yīng)。對于這一體系電磁輸運(yùn)特性的物理起因人們提出了不同的理論模型，雙交換（Double Exchange）模型唯象的解釋了其M-I轉(zhuǎn)變和本征CMR效應(yīng)，但定量解釋其阻溫特性和磁電阻（MR）則需要考慮到Jahn-Teller效應(yīng)（電子-聲子相互作用），但即便如此，仍不足以進(jìn)行精確的定量模擬。
　　 單晶體堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物中的電磁輸運(yùn)特性人們已經(jīng)研究的比較多也相對比較透徹，但是，對于多晶樣品，由于晶界效應(yīng)的影響，

3、其電磁輸運(yùn)特性又表現(xiàn)出更復(fù)雜的現(xiàn)象，如阻溫特性曲線M-I轉(zhuǎn)變溫度TP隨晶粒尺寸大小的變化，低場磁電阻效應(yīng)（Low Field Magnetoresistance，LFMR）等，使得對多晶樣品的理論模擬更加困難。不僅如此，對于這類材料實(shí)際應(yīng)用的期待使得人們探索各種材料與這一體系材料的復(fù)合體系，這種做法使得人們合成了越來越多的復(fù)雜體系，它們既保存著部分本征的電磁輸運(yùn)特性，同時由于晶界效應(yīng)和新物質(zhì)的介入產(chǎn)生了更加豐富的電磁輸運(yùn)特性，如阻溫特性

4、曲線中的雙峰現(xiàn)象等，其理論模型也越來越多樣。
　　 本文的重點(diǎn)內(nèi)容是以La2/3Ca1/3MnO3體系為例，分別研究了其單晶、多晶和La2/3Ca1/3MnO3/ZnO復(fù)合體系樣品的電磁輸運(yùn)特性，并且采用理論模型進(jìn)行模擬，以期尋找一種盡量普適的理論模型來對這一體系的電磁輸運(yùn)特性進(jìn)行解釋。
　　 本論文主要包括以下幾個方面：
　　 第一章對堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物體系的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、磁性、本征電磁輸

5、運(yùn)特性及其機(jī)理、非本征電磁輸運(yùn)特性及機(jī)理做了簡要的概述。
　　 第二章介紹了低溫電磁輸運(yùn)性質(zhì)測試系統(tǒng)的研制，本文中所用有關(guān)電磁輸運(yùn)方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均是在本系統(tǒng)中測試完成的。
　　 第三章則從實(shí)驗(yàn)上討論了采用球磨和固相反應(yīng)綜合的方法制備的La2/3Ca1/3MnO3多晶陶瓷樣品的微結(jié)構(gòu)和電磁輸運(yùn)性質(zhì)，通過研究由此方法制得的樣品，發(fā)現(xiàn)了通過改變不同的燒結(jié)溫度使得多晶樣品的顆粒尺寸發(fā)生變化，隨著顆粒尺寸的減小，系統(tǒng)呈現(xiàn)出很大的L

6、FMR效應(yīng)，并與傳統(tǒng)溶膠-凝膠（Sol-gel）方法制備的多晶樣品對比分析了顆粒邊界的影響。
　　 第四章采用基于相分離的逾滲理論（隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)電阻模型）對La2/3Ca1/3MnO3單晶樣品的電磁輸運(yùn)特性進(jìn)行了理論模擬，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，并從物理機(jī)理上對這一理論模型進(jìn)行說明。
　　 第五章討論了La2/3Ca1/3MnO3多晶樣品的電磁輸運(yùn)特性，由于引入了顆粒邊界效應(yīng)，因此表現(xiàn)出非本征的電磁輸運(yùn)特性，通過調(diào)節(jié)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)電