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早在20世纪90年代,在掺杂钙钛矿结构锰氧化物R1-xAxMnO3中发现了庞磁电阻效应,其中R是三价稀土元素,A是二价碱土金属离子(例如:Ca,Sr,Ba,Pb等),由于其基本的物理性质和潜在的应用,例如磁随机存储器和传感器而成为研究的焦点。然而,通常研究的是空穴掺杂的化合物,Mn离子是以Mn3+-MR4+混合价态存在。近来,一些研究小组用四价或五价离子(Ce4+,Te4+,Sb5+and Zr4+等)R位的稀土元素替代的电子掺杂化合物的研究已经有所报道。
本文中,用固态反应法制备了具有钙钛矿结构的电子掺杂的La1-xPrxMnO3陶瓷材料和采用脉冲激光沉积法制备了La0.9Sb0.1MnO3薄膜。主要的研究结果如下:
1、用固态反应法成功制备了La1-xPrxMnO3陶瓷体材料,X射线衍射结果表明样品具有单相、正交对称性的钙钛矿结构。用拉曼光谱仪测量了拉曼散射光谱,结果表明光谱中的峰是较宽的谱带,拉曼峰处于127、225、485、650cm-1附近,随着x的增加,其强度逐渐增强。红外光谱采用傅里叶红外光谱仪测量,结果表明535cm-1范围的吸收峰对应M n-O键的伸缩振动模式,该吸收峰随着掺杂Pr离子浓度的增加吸收峰的强度逐渐减弱。讨论了样品的磁性质和电输运性质,结果表明样品在低温下呈现自旋玻璃态行为,但目前在测量温区是绝缘的。
2、研究了La0.9Sb0.1MnO3薄膜样品的晶体结构,薄膜厚度,表面形貌及电输运性质。结果表明该LaL0.9Sb0.1MnO3薄膜发生了金属绝缘-绝缘体转变,转变温度约为190K,加上磁场后,在转变温度附近电阻明显下降,显示了典型的负磁电阻效应。
另外,我们用柠檬酸法制备了LaMn1-xFexO3系列材料,其结构采用XRD和Raman光谱。随着x的增加,材料从六角结构变为正交结构,相应的拉曼峰位发生频移。LaMnO3的拉曼光谱各峰的相对强度与激发波长有关,而LaFeO3的拉曼光谱对激发波长的依赖很小。