La-,1-x-Na-,x-MnO-,3-塊材及薄膜的制備和電磁輸運(yùn)性能的研究.pdf

1、鈣鈦礦錳氧化物材料所表現(xiàn)出的巨磁電阻效應(yīng)(CMR)，在提高磁存儲(chǔ)密度和磁傳感器等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。這類材料屬于強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系，有著不同尋常的電磁輸運(yùn)性能，蘊(yùn)涵了豐富的物理內(nèi)涵，因此成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理學(xué)和材料物理學(xué)中最前沿的領(lǐng)域之一。在本論文中，作者通過實(shí)驗(yàn)研究，對單價(jià)Na元素?fù)诫s錳氧化物L(fēng)aMnO3塊材和薄膜的物理性能作一些研究和探索。 本論文第一章簡要綜述了各種巨磁電阻(CMR)材料的研究進(jìn)展及其物性性能，概述了巨磁電阻

2、效應(yīng)的應(yīng)用前景。 第二章詳細(xì)介紹了錳氧化物材料的CMR效應(yīng)的研究進(jìn)展和豐富物理性能。包括晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、電磁輸運(yùn)性質(zhì)以及一些特殊物理現(xiàn)象。解釋了該材料CMR效應(yīng)可能的理論模型，闡明了各種因素對CMR效應(yīng)的影響。 第三章我們研究了La1-xNaxMnO3(x=0.10，1/6，0.20)多晶塊材的晶體結(jié)構(gòu)和電磁輸運(yùn)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所有樣品的晶體結(jié)構(gòu)均為菱形結(jié)構(gòu)，樣品的居里溫度TC均在室溫或室溫以上，零場和加場冷卻的M

3、-T曲線出現(xiàn)分叉現(xiàn)象。所有樣品的ρ-T曲線都出現(xiàn)了金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變溫度TP與居里溫度TC相對應(yīng)。加0.5T外磁場后，三個(gè)樣品出現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)，MR峰值出現(xiàn)在TP1附近，均在室溫或以上。其中x=0.10樣品的MR峰值最大，在302K達(dá)到17.4％。同時(shí)還觀察到低溫下異常的電輸運(yùn)行為，結(jié)合M-T曲線出現(xiàn)分叉現(xiàn)象，我們認(rèn)為兩者與樣品中電、磁不均勻分布有關(guān)。 第四章采用RF射頻磁控濺射方法在LaAlO3(001)單晶的基片上制

4、備La1-xNaxMnO3(x=0.10，1/6，0.20)薄膜，并研究它們的電輸運(yùn)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所有薄膜樣品都出現(xiàn)了金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變溫度TP均比多晶塊材的低很多，并且在TP附近出現(xiàn)了大的低場巨磁電阻效應(yīng)。其中x=0.20薄膜的MR峰值最大，在236K和0.5T的磁場中為26.4％。通過對ρ-T曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合發(fā)現(xiàn)，薄膜樣品在低溫區(qū)電輸運(yùn)機(jī)制是電子-電子散射和電子-磁振子的相互作用，而在高溫區(qū)電輸運(yùn)機(jī)制是小極化子躍遷輸運(yùn)。

5、 第五章采用RF射頻磁控濺射法和直流磁控濺射法在LaAlO3(001)的單晶基片上制備了La0.8Na0.2MnO3/La0.75MnO3/La0.8Na0.2MnO3三層膜，并研究其電輸運(yùn)性能。借助X射線衍射結(jié)果，表明是取向生長的三層膜。我們測量了三層膜的R-T關(guān)系曲線，結(jié)果表明三層膜的電阻比LNMO單層膜的大，在200K和0.5T的磁場中，三層膜的MR峰達(dá)到32.2％，其可能的原因源于層間交互作用，電子在界面處的自旋相互散射