磁性材料Pr-,1-x-Sr-,1+x-CoO-,4-的晶體結(jié)構(gòu)、輸運和磁性質(zhì)研究.pdf

1、本論文主要討論的是Ln<,1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>(Ln=La，Nd and Pr)的晶體結(jié)構(gòu)和電磁性質(zhì)。主要內(nèi)容安排如下： 第一章概述了鈣鈦礦的基本物理性質(zhì)，特別是層狀鈷類氧化物的晶體結(jié)構(gòu)和電磁行為，包括Ruddlesden-Popper的結(jié)構(gòu)特征，Jahn-Teller效應(yīng)、鈷離子在四方晶系的自旋態(tài)、以及電磁性質(zhì)隨CoO<,2>導(dǎo)電層數(shù)的變化規(guī)律。 第二章主要研究Pr<,1-x>Sr<,1+x>CoO<

2、,4>(O≤x≤0.5)的晶體結(jié)構(gòu)及隨摻雜濃度和溫度的變化關(guān)系。室溫XRD測量發(fā)現(xiàn)隨Sr含量的增加晶胞參數(shù)和鍵長都有些變化，這與離子半徑較大的Sr<'2+>離子(112 pm)替代半徑較小的Pr<'3+>離子(101 pm)對應(yīng)。拉曼和紅外光譜中各振動模的震動頻率隨摻雜量的變化關(guān)系與晶體鍵長的變化規(guī)律基本一致，說明振動模隨摻雜量的頻移主要是離子間庫侖力的變化引起。 第三章利用電阻率、熱電勢、磁阻、磁化率、磁滯回線等研究了Pr<,

3、1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>(x=0.2，0.3，0.5)的輸運和磁性質(zhì)。該材料在測量溫度輸運性質(zhì)顯示半導(dǎo)體行為，高溫部分滿足熱激活模式。隨溫度的降低樣品經(jīng)歷了順磁態(tài)到Griffiths相，再到鐵磁態(tài)，最后到團簇玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變：兩種價態(tài)的鈷離子，Co<'3+>和Co<'4+>，在順磁區(qū)都處于中自旋態(tài)；比較相同結(jié)構(gòu)的其它稀土金屬摻雜的鈷氧化物的磁性質(zhì)，我們認(rèn)為Pr<,1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>豐富的磁性質(zhì)主要是由鐠離子