钙钛矿锰氧化物La<,1-x>Ca<,x>MnO<,3>的结构及Griffiths相的研究

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掺杂稀土锰基氧化物Re1-xAxMn03(Re=La,Pr等稀土元素,A=Ca,Sr,Ba等二价金属元素)由于具有庞磁电阻(Colossal Magnetoresistance)效应,在基础研究和信息技术领域有着广泛的应用前景,从而成为新兴交叉学科—磁电子学研究的重要对象。也正是这种巨大的磁电阻效应,2007年法国人艾尔伯-费尔(Albea Fert)和德国人皮特-克鲁伯格(Peter Grunberg)两位物理学家就是因为在巨磁电阻方面做出的突出贡献,荣获了诺贝尔物理学奖。   本文从La1-xCaxMn03系列锰氧化物出发,开展了掺杂庞磁电阻氧化物的制备和结构及磁性特征的表征研究。我们使用传统的溶胶—凝胶(sol-gel)法制备La1-xCaxMn03系列锰氧化物多晶粉末样品。通过实验X射线衍射(XRD)对样品进行晶体结构表征发现,用溶胶-凝胶法在1000℃下烧结30h的样品为立方钙钛矿结构,所有样品都表现出很好的晶体结构。与标准PDF卡对比,样品具有很好的单相性,没有其它杂相峰的发现。室温下的同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)实验结果证实了La1-xCaxMn03系列锰氧化物中Mn离子在系统中表现为Mn3+和Mn4+离子的混合价态,但是他们的局域电子结构并没有太大的变化。磁性结构分析显示,所有样品在居里温度附近存在传统的铁磁相-顺磁相相变。并且从拟合数据结果中,所有的有效自旋的值比理论计算值都偏大,这可能是由于在顺磁区域背底上有铁磁团簇的形成引起的。从磁化率的倒数和温度的曲线中,我们发现所有制备的La1-xCaxMn03多晶样品都存在Griffiths相。即使掺杂浓度低于0.20的多晶样品都存在着Griffiths相。实验结果综合分析表明,Griffiths相的存在于样品的晶体形态有关,并且磁团簇的形成和Griffiths相的存在有着密切相关的联系。
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