線性正磁電阻材料硒化銀的制備及其機(jī)理研究.pdf

1、非化學(xué)計(jì)量比的硒化銀和碲化銀材料（簡稱硫族銀化物材料）在很寬的溫度范圍內(nèi)(1K-300K)和超寬的磁場范圍內(nèi)(1mT～55T)具有巨大的線性正磁電阻效應(yīng)(LMR)，且直到55T的超強(qiáng)磁場下，LMR 仍未達(dá)到飽和，該材料的奇異磁電阻效應(yīng)已引起了研究者的廣泛關(guān)注。本文采用水熱合成法和室溫-固相合成法制備了硒化銀材料，并對(duì)其制備工藝和性能進(jìn)行了一系列研究。同時(shí)在四端網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上提出新的物理模型，即基于準(zhǔn)隨機(jī)分布電阻網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合材料鑲嵌模型，該

2、模型可定量解釋非化學(xué)計(jì)量比硫族銀化物薄膜材料的奇異磁電阻性質(zhì)。 首先，采用水熱合成法成功制備了成分均勻，具有多種形貌的正交相硒化銀晶體。研究了[OH-]濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌分析。研究表明，反應(yīng)溫度和[OH-]濃度是決定產(chǎn)物的關(guān)鍵因素，反應(yīng)溫度低于240℃時(shí)，水熱反應(yīng)不完全，在低[OH-]濃度下形成Ag2Se 晶核的速度較慢，此時(shí)晶核朝不同方向生長，產(chǎn)物為枝晶狀晶體，隨著[OH-]

3、濃度的增加，晶核出現(xiàn)取向生長，合成的為棒狀晶體，當(dāng)[OH-]濃度較高時(shí)，由于水熱反應(yīng)過快，產(chǎn)物中開始出現(xiàn)雜質(zhì)。 其次，采用室溫-固相兩步合成法制備了均勻致密硒化銀塊材。先利用室溫合成法得到硒化銀納米粉體，然后利用固相合成法將粉體燒制成塊材，并對(duì)硒化銀粉體和塊材的結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行了分析。研究了不同燒結(jié)工藝對(duì)制備硒化銀塊材的影響，結(jié)果表明400℃-500℃是硒化銀塊材的最佳燒結(jié)溫度，且粉體燒結(jié)前在300℃熱處理有助于減少塊材內(nèi)部的孔隙

4、。 最后，本文針對(duì)硫族銀化物薄膜材料，根據(jù)試驗(yàn)觀測資料提出了兩相復(fù)合材料二維電阻網(wǎng)絡(luò)模型，不僅可以定量描述非化學(xué)計(jì)量比硫族銀化物薄膜的奇異MR 效應(yīng)，而且還在一定尺度上揭示了相應(yīng)的微觀機(jī)制。模型的要點(diǎn)是將薄膜視為若干銀金屬顆粒鑲嵌于硫族化銀母體中的兩相復(fù)合材料，同時(shí)將材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)離散為由四端口的微小電阻元構(gòu)成的準(zhǔn)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而準(zhǔn)隨機(jī)分布的具體形式由有效復(fù)合材料材料模型中的銀組分體積分?jǐn)?shù)f 所確定。模擬給出了材料的奇異MR 效應(yīng)隨