Cr摻雜鈣鈦礦錳氧化物體系磁特性及CMR效應實驗研究.pdf

1、在錳氧化物體系中，由于電荷-自旋-軌道-晶格自由度之間存在著強的相互作用而誘發(fā)產(chǎn)生的絕緣體-金屬轉變、有序化和相分離等一系列新奇的物理現(xiàn)象，成為近年來物理學特別是材料物理領域活躍且引人注目的前沿課題。本論文通過制備高質量的Pr<,0.5>Ca<,0.5>MnMm1-x>Cr<,x>O<,3>(PCMCO)系列樣品，對該錳氧化物體系的磁特性和磁電阻等進行了系統(tǒng)的研究和探討。全文共分五章，主要內容如下： 第一章綜述了鈣鈦礦結構錳氧化

2、物體系的物理性質和研究進展，包括該類體系的基本理論以及基本物理特性等。 第二章主要介紹了錳氧化物樣品制備的工藝、條件和制備過程中需要注意的一些問題，并介紹一些常用的結構分析和物性測量方法及原理。 第三章系統(tǒng)研究了Cr摻雜PCMCO體系的自旋玻璃行為；在Mn位進行Cr替代可以改變Mn<'3+>/Mn<'4+>離子比例，引起晶格的畸變，破壞鐵磁或反鐵磁長程有序，導致磁相轉變和自旋玻璃行為。研究表明PCMCO體系中存在再入自旋

3、玻璃態(tài)(RSG)，同時伴隨著多重的相轉變。產(chǎn)生該RSG轉變的原因主要是由于Cr<'3+>的引入，而在PCMCO體系中產(chǎn)生的鐵磁和反鐵磁團簇的競爭與共存。同時，我們也發(fā)現(xiàn)，由于Cr離子的引入而導致的RSG效應與磁基態(tài)有很大的關聯(lián)。在PCMCO體系中，當基態(tài)為鐵磁時，Pr<,0.5>Ca<,0.5>Mn<,0.9>Cr<,0.1>O<,3>樣品經(jīng)由順磁到鐵磁最后在較高的溫度(T=132 K)發(fā)生自旋玻璃轉變；而當體系基態(tài)為反鐵磁時(x=0.

4、01)，體系經(jīng)由到鐵磁到反鐵磁最后在較低的溫度(T=42 K)發(fā)生再入型自旋玻璃轉變。 第四章系統(tǒng)研究了PCMCO體系的電荷有序現(xiàn)象及Cr摻雜對體系CMR效應的影響。研究表明，未摻雜的Pr<,0.5>Ca<,0.5>MnO<,3>在242 K附近出現(xiàn)電荷有序轉變，隨著Cr摻雜量的增大，導致體系的長程AFM-CO相轉變?yōu)槎坛逃行?，同時伴隨PM-FM和I-M轉變，從而可以期待體系中有較高的磁電阻效應出現(xiàn)。然而實驗中我們發(fā)現(xiàn)，隨著體系