SrFe_(1-x)Cu_xO_2氧化物的晶体结构和磁性能

采用溶胶凝胶法制备SrFe1-xCuxO3-δ多晶化合物,然后低温还原制备一系列掺Cu的Sr Fe O2氧化物,即Sr Fe1-xCuxO2(0≤x≤0.2)氧化物,对该氧化物的晶体结构和磁性能进行研究。X线衍射以及Rietveld结构精修分析结果表明:SrFeO2氧化物为层状的四方晶体结构,空间点群为P4/mmm。Fe位掺Cu不会改变化合物的晶体结构,Cu原子完全占据Fe原子点阵位置。Sr Fe O2具有反铁磁性,奈尔温度为533 K,Fe离子的有效磁矩为4.6mB。低温区,x=0和0.1的化合物中还观察到新的磁相变。根据分子场理论,Sr Fe O2和Sr Fe0.9Cu0.1O2反铁磁交换作用的分子场系数分别为862和892。     

钙钛矿锰氧化物(La_(1-x)Gd_x)_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3的电磁特性

通过磁化强度和电阻的测量对多晶样品(La1-xGdx)0.5Sr0.5MnO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的电磁特性进行了系统的实验研究。当x≤0.2时,样品显示出铁磁金属态(FMM)到顺磁绝缘态(PM I)的转变;当0.3≤x≤0.4时,金属-绝缘体转变温度Tp消失,样品显示出反铁磁绝缘态(AFM I)到顺磁绝缘态(PM I)的转变。同时随着x的增加所有样品的居里温度Tc和金属-绝缘体转变温度Tp都降低,并且在居里温度附近观测到了磁电阻效应。     

YMn_6Sn_(6-x)M_x(M=Ga,Ti)化合物的结构和磁性研究

:制备了 YMn6 Sn6 - x Gax( x =0 .3,0 .6 ,0 .9,1.2 ,1.5 ,1.8)和 YMn6 Sn6 - x Tix( x=0 ,0 .2 ,0 .4,0 .6 ,0 .8,1.0 )化合物 ,通过 X射线衍射和磁性测量手段对其结构和磁性进行了研究 ,实验表明 ,所有这些化合物均为 Ca Cu5型六方结构。对 YMn6 Sn6 - x Gax 研究表明 ,晶格参数和晶胞体积均随 Ga含量的增加而线性减小 ,磁性测量表明 :当x≥ 0 .3时 ,化合物由反铁磁性转变为铁磁性或亚铁磁性 ,随 Ga含量增加 ,该化合物的居里温度先增高 ,在 x=0 .6达到最大值 ,然后居里温度又逐渐降低。饱和磁化强度开始随 Ga含量的增加而增大 ,当 x>1.2时 ,随 Ga含量的增加而减小。对 YMn6 Sn6 - x Tix 研究表明 ,晶格参数和晶胞体积均随 Ti含量的增加而线性增大 ,磁性测量表明 ,当 x≥ 0 .6时 ,化合物由反铁磁性转变为铁磁性或亚铁磁性 ,随 Ti含量增加居里温度 (或奈耳温度 )呈线性下降 ,饱和磁化强度开始随 Ti含量的增加而增大 ,当 x>0 .6时 ,随 Ti含量的增加而减小     

Tb_(0.3)(Dy_(1-x)Pr_x)_(0.7)Fe_(1.96)(0≤x≤0.6)化合物的结构、磁化强度和磁致伸缩性能

分别利用电弧炉法和籽晶引导生长的区熔法制备了Tb0.3(Dy1-xPrx)0.7Fe1.96(0≤x≤0.6)化合物的纽扣锭样品和定向凝固棒状样品。对于纽扣锭样品,利用X射线衍射(XRD)测量样品的结构,带能谱分析功能的电子扫描显微电镜(SEM-EDS)分析其物相组成,振动样品磁强计(VSM)测试其磁化强度σ。对于定向凝固样品,利用XRD测量其部分样品取向,标准电阻应变计测试样品在低场下的磁致伸缩性能λ。测试结果表明,随着Pr元素的添加,化合物的结构发生了变化。当x0.3,化合物的主相为REFe2相和少量富稀土相。当x=0.3时,REFe3相开始出现。至x=0.6时,REFe3相成为化合物的主相。化合物的磁化强度则从x=0.1时的71.28 A·m2·kg-1,逐步下降到x=0.6时的13.47 A·m2·kg-1,分析认为是组成化合物的各物相的比例发生变化及物相的磁学性质不同所导致的。定向凝固样品的取向随着Pr含量增加而发生变化,表明TbDyPrFe化合物的定向凝固工艺需要根据具体的Pr含量而进行制定。添加了Pr元素后,化合物仍然具有较大的磁致伸缩性能。在2 MPa压力、80 kA·m-1磁场下,x=0.1的样品,λ值达到483.2×10-6。而随着Pr元素的进一步添加会引起化合物晶格常数与物相组成的变化,导致样品的λ值发生下降。     

CaMn1-xWxO3(0.05≤x≤0.20)体系电荷有序的建立与消失

通过对样品磁化强度-温度（M-T）曲线、磁化强度-磁场强度（M-H）曲线、电阻率-温度（ρ-T）曲线及部分样品ESR谱的测量，研究了Mn位w掺杂对Cabin1-x，WxO3（x=0．05，0．07，0．10，0．12，0．14，0．16，0．20）体系磁结构的影响。结果表明，随着W掺杂量的增加，体系磁结构发生了复杂的变化过程。当掺杂量x≤0．07时，体系为铁磁（FM），反铁磁（AFM）和顺磁（PM）态的共存，随掺杂量增加，FM态减弱，AFM态增强；当x=0．10，0．12时，体系建立电荷有序（charge ordering，CO）态，AFM／CO态共存于相变温度以下，且电荷有序温度TCO随掺杂量增加而增加；当x≥0．14时，体系电荷有序（CO）态减弱并消失。     

金属间化合物Nd(Fe1-xCox)10V2的结构和磁性研究

通过 X射线衍射和磁测量等手段对金属间化合物 Nd(Fe1 - x Cox) 1 0 V2 的结构和磁性进行了研究。结果表明 ,金属间化合物 Nd(Fe1 - x Cox) 1 0 V2 (x=0 ,0 .0 5 ,0 .1,0 .15 ,0 .2 )的晶体结构均为 Th Mn1 2 型结构 ;随着 Co含量 x的增大 ,晶格常数 a、c和晶胞体积 V将单调减小 ,居里温度 Tc呈单调增大 ,饱和磁化强度 Ms逐渐增加。取向样品Nd Fe1 0 V2 的 X射线衍射和变温穆斯堡尔谱研究结果表明该化合物在 T=12 0 K条件下存在自旋重取向现象。     

金属间化合物Ho_2Co_(17-x)Si_x的各向异性机制研究

研究了非磁性原子 Si替代 Co对 Ho2 Co1 7金属间化合物结构和磁性的影响。 X射线衍射分析表明 ,所有 Ho2 Co1 7- x Six(x=0 .5 ,1.0 ,1.5 ,2 .0 ,2 .5 ,3.0 )化合物都为 Th2 Ni1 7型六角结构 ;化合物的晶格常数和单胞体积都随 Si含量的增加而呈线性下降。磁性测量表明 ,Ho2 Co1 7- x Six 化合物的饱和磁化强度随 Si含量的增加而呈线性下降。从热磁曲线测量观察到 ,Ho2 Co1 7- x Six 化合物在 x=0 .5时呈面各向异性 ,当 1.0≤ x≤ 3.0时出现由易面到易轴的自旋重取向 ,自旋重取向温度 Tsr随 Si原子含量的增加先下降 ,而后又上升 ,在 x=2 .5处出现最低点。     

钙钛矿型DyFexMn1-xO3（0≤x≤1）的水热组成调变合成及磁性表征

通过环境友好的水热法对DyFexMn1-xO3(0≤x≤1)系列化合物进行组成调变合成,同时借助于ICP元素分析、XRD、扫描电镜SEM以及磁强计对其进行了表征。研究结果显示,该系列化合物随Fe掺杂量的增加,磁性发生明显的变化,由反铁磁向弱铁磁转变。     

掺铁镨基钙钛矿氧化物材料Pr-Ca-(Mn,Fe)-O中的大磁阻效应

我们制备了氧化物材料 Pr0 .6 5Ca0 .35Mn1- x Fex O3( x=0 ,0 .0 5,0 .1 ,0 .1 5) ,研究了材料的大磁阻效应。氧化物材料 Pr0 .6 5Ca0 .35Mn1- x Fex O3的居里温度及电阻峰位温度均随铁含量增加而下降 ,这主要是因为 Fe离子不参加双交换作用 ,阻挡了双交换作用的进行 ,材料的铁磁作用随铁含量增加而减弱。镨氧化物材料 Pr0 .6 5Ca0 .35Mn1- xFex O3( x≤ 0 .1 5)的大磁阻效应在液氮温区较显著。     

(Fe_(0.86)Zr_(0.033)Nb_(0.033)B_(0.068)Cu_(0.01))_x(Al_2O_3)_(1-x)颗粒膜的霍耳效应

用磁控溅射方法制备了系列 (Fe0 .86 Zr0 .0 33Nb0 .0 33B0 .0 6 8Cu0 .0 1 ) x(Al2 O3) 1 -x颗粒膜样品 ,体积百分比x从 0 .3 3～ 0 .63 ,样品厚度约为10 0nm。室温下在Fe0 .86 Zr0 .0 33Nb0 .0 33B0 .0 6 8Cu0 .0 1 体积百分比x =0 .43时得到 17.5 μΩ·cm的最大饱和霍耳电阻率 ,比纯铁磁金属提高了 3～ 4个量级。对其磁性和微结构进行了研究 ,样品霍耳电阻率随外场的变化曲线 ρxy～H与磁场平行于膜面时的磁化曲线M～H有相似性 ,说明霍尔电阻率 ρxy与磁化强度M相关。样品电阻率 ρxx随金属体积百分比x的减小而增加 ,在x =0 .43附近发生突变 ,从金属导电变为绝缘体。根据微结构和输运性质对可能的机制进行了探讨     

金属间化合物Tb2Co17-xMnx的结构与磁性研究

研究了 Mn替代 Co对 Tb2 Co1 7金属间化合物结构和磁性的影响。 X射线衍射表明 :Tb2 Co1 7- x Mnx(x=0 ,1,2 ,3,4)化合物均为 Th2 Zn1 7型菱方结构 ;晶胞参数和单胞体积均随 Mn含量的增加而线性增大。磁性测量表明 :Tb2 Co1 7- x Mnx(x=0 ,1,2 ,3,4)化合物室温为面各向异性 ;居里温度 Tc随 Mn含量 x的增加而线性降低 ;自旋重取向温度 Tsr随 Mn含量 x的增加而线性降低 ;饱和磁化强度 Ms起初随 Mn含量增加而缓慢增大 ,当 x>3时随 Mn含量增加而迅速减小。     

V掺杂对La_(0.45)Ca_(0.55)MnO_3电荷有序态及输运性质影响的研究

采用标准固相反应法制备了La0.45Ca0.55Mn1-xVxO3(x=0.00,0.06,0.10,0.12)多晶样品。通过XRD、ρ-T曲线、M-T曲线和ρ-T拟合曲线,研究了Mn位V5+离子掺杂对体系的电荷有序相及输运性质的影响。实验结果表明:随着V5+离子的掺杂量的增加,电荷有序相(CO)逐渐削弱,当x=0.10时,CO相基本融化但还有部分残留,当x=0.12时CO相完全融化;对低掺杂(x=0.00,0.06)样品,表现出复杂磁相:随温度降低,发生顺磁-电荷有序-反铁磁相变,40 K附近,在反铁磁背景下产生再入型自旋玻璃态;随掺杂量增加,体系的电阻率逐渐减小,当掺杂量x≥0.10时,样品发生金属-绝缘体相变,其相变温度随着掺杂量的增加而向高温移动。对于金属型导电机制满足自旋波散射和电-磁子之间的散射,而绝缘体导电机制有两种情况:x≤0.10的样品满足变程跃迁模型ρ=ρ0exp(T0/T)1/4,x=0.12的样品则满足小极化子绝热最近邻跃迁模型ρ=ATexp(Eα/κBT),通过掺杂实现了从变程跃迁到绝热小极化子最近邻跃迁。     

钙钛矿氧化物La0.65(Ca,Ba)0.35Mn1-xFexOy的磁电阻效应

本工作制备了La065(Ca,Ba)035Mn1-xFexOy(x=0～02)氧化物系列样品。发现在常温附近,含Ba样品的磁阻变化率远比相应含Ca样品的高。在x=0时,样品电阻随温度的变化曲线存在金属—半导体转换峰,随着Fe对Mn的部分替代,该转换峰向低温区移动,当替代量x达到一定程度时,在实验温区观察不到金属—半导体转换峰。磁阻效应在高铁含量时只能在低温观察到。Fe替代Mn对大磁阻效应的影响,可能主要因为:随着Mn3 被Fe3 所替代,样品La065(Ca,Ba)035Mn1-xFexOy中的铁磁相互作用受到抑制,反铁磁相互作用得到加强。     

钙钛矿锰氧化物Nd_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.10,0.15)的类Griffiths相研究

采用固相反应法制备了Nd_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.10,0.15)系列多晶样品,通过样品的XRD谱线,磁化强度随温度、外加磁场的变化曲线(M-T、M-H)等研究样品的晶体结构和磁性。研究结果表明,随掺杂量的增加,样品的结构没有发生明显变化,均为单相的Sr_3Ti_2O_7型四方结构,空间群为I4/mmm。在测量温度范围内,随温度的降低,三个样品分别先后经历了顺磁态、铁磁-顺磁共存态和反铁磁-铁磁共存态的转变。三样品体系中均存在类Griffiths相,在类Griffiths相温度(T_G≈275 K)以上,样品处于顺磁态;在类Griffiths相温区(θT275 K,其中θ为居里温度)范围内,样品处于铁磁-顺磁共存态;在奈尔温度(T_N)以下,样品铁磁性减弱,反铁磁性增强,铁磁和反铁磁性相互竞争导致类自旋玻璃行为出现。此外Tb元素的掺杂对系统中类Griffiths相温度基本没有影响,但对类Griffiths相温区有一定影响。     

La_(0.5-x)Nd_xSr_(0.5)CoO_3(x=0,0.1)氧化物的结构和磁性

采用固相反应法制备了La0.5-xNdxSr0.5CoO3(x=0,0.1)多晶样品。通过XRD和SQUID研究了样品的结构和磁性。研究表明,随着Nd3+的掺入使体系中由于晶格畸变引起的电子-声子耦合减弱,会使Co3+—O—Co4+之间的双交换作用增强,使样品的居里温度提高了30 K;从磁化强度随温度变化曲线可以看出x=0.1样品的ZFC曲线形成的峰明显比x=0样品ZFC曲线的峰尖。这是由于随温度的升高Nd3+离子间4f电子的间接交换作用减弱,导致自旋的非共线结构贡献减少,使材料的磁化强度迅速增加引起的。在TC附近样品都出现了明显的顺磁-铁磁转变,样品形成的是短程的铁磁有序。     

在La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3中保持Mn~(3+)∶Mn~(4+)=2∶1的镁掺杂效应

通过测量样品的M T曲线、M H曲线、ESR曲线、红外光谱、拉曼光谱、ρ -T曲线和MR T曲线 ,研究了双掺杂La0 .6 7+ 1 .33xSr0 .33- 1 .33xMn1 -xMgxO3(0.0 0≤x≤ 0 .2 5 )体系的磁电性质和输运行为。对x =0 .10和 0 .15 ,在温度高于TConset时出现相分离 ;对x =0 .2 0和 0 .2 5 ,在低温区出现了反铁磁 (AFM )行为。x =0 .0 5的 ρ-T关系存在金属 绝缘体 (MI)转变 ;x≥ 0 .15的所有样品在测量温区内显示绝缘体行为。这些奇异现象用M H关系、ESR曲线和拉曼光谱给予了很好的解释     

LaMn_(0.7)Fe_(0.3)O_(3+δ)体系的结构和磁性的研究

采用传统的固相反应法得到了LaMn0.7Fe0.3O3+δ(δ=0.094),然后对它在N2下,分别在700℃、800℃、850℃退火得到LaMn0.7Fe0.3O3+δ(δ=0.068,0.024,-0.001)系列多晶样品。x射线衍射(XRD)实验结果表明,样品的单相性很好,呈正交相结构。通过测量样品的M-T曲线,研究了此系列样品的磁学性质。实验结果表明,所有样品均有铁磁到顺磁的相变。随着退火温度的升高,样品的氧含量降低,从而导致了居里温度的降低。特别是样品LaMnFeO仍然表现出的铁磁特征,说明了Mn3+和Fe3+之间存在着双交换作用的可能性。     

Fe替代Mn对Mn_2Dy化合物的结构和磁相关性能的影响

采用真空氩弧熔炼的方法制备了(Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy(x=0~1.0)系列样品,在800℃下进行热处理10 h,利用X射线衍射仪(XRD)、综合物性测量系统(PPMS)、电阻应变片法等测试方法系统研究了不同Fe替代量对Mn_2Dy化合物的结构演变、磁性能和磁致伸缩性能的影响。研究结果表明,Mn_2Dy化合物具有典型的Mg Cu2(C15型)面心立方(fcc)晶体结构,随着Fe替代量x的增加,(Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy化合物的晶胞体积和晶胞参数a,b,c逐渐减小,但始终保持fcc晶体结构不变;Mn_2Dy化合物为反铁磁体,当Fe替代量x0.5时,该化合物开始由反铁磁性向铁磁性转变,饱和磁化强度(Ms)可在~6.0~80.0 Am2·kg-1之间调控;反铁磁Mn_2Dy几乎不显示磁致伸缩性能,随着Fe替代量的增加,磁致伸缩系数(λ)逐步提高且灵敏度越来越高,当x=0.9时在72 k A·m-1外场下λ最高可以达到350×10-6。机制探讨表明,铁磁性的Fe元素替代Mn后改变了Mn_2Dy化合物的磁晶各向异性与磁性,从而影响了磁致伸缩性能。     

尖晶石结构ZnAl_(2-x)Fe_(x)O_(4)纳米颗粒微观结构与光学性能北大核心

采用水热法和热处理工艺成功制备了不同Fe含量的掺杂尖晶石结构ZnAl_(2-x)Fe_(x)O_(4)纳米颗粒(x=0、0.025、0.05和0.10),研究了Fe掺杂比例对样品微观结构和光学性能的影响。X射线衍射(XRD)表明ZnAl_(2-x)Fe_(x)O_(4)纳米颗粒具有立方尖晶石结构,随着掺杂浓度的增加,平均晶粒尺寸减小,晶格参数增大。场发射透射电子显微镜(FE-TEM)表明样品形貌呈规则球形颗粒,颗粒大小均匀。X射线光电子能谱(XPS)表明掺杂的Fe离子替代Al^(3+)进入ZnAl_(2)O_(4)晶格,主要占据ZnAl_(2-x)Fe_(x)O_(4)样品的八面体位置。紫外可见光谱(UV-vis)表明样品的带隙随着Fe离子浓度的增加而减小,并发生红移。光致发光光谱(PL)发现样品表现出猝灭现象。傅里叶红外光谱(FT-IR)表明Fe^(3+)取代Al^(3+)没有改变ZnAl_(2)O_(4)尖晶石的结构。CIE色度图显示所有样品均呈黄绿色区域发射。     

MnFe1-xTixP0.63Ge0.12Si0.25（x=0,0.01,0.02,0.03）系列化合物的磁热效应

通过X射线衍射分析(XRD)和振动磁强计(VSM)磁性测量,研究了替代元素Ti替代Fe元素含量的MnFe1-xTixP0.63Ge0.12Si0.25(x=0,0.01,0.02,0.03)系列化合物的物相结构与磁热效应的影响。结果表明:该系列化合物的结构为Fe2P型六角晶系结构,空间群为P62m。主相均为(Mn,Fe)2(P,Ge,Si),并含有少量的第二相(Mn,Fe)3Si相。随着Ti原子替代Fe原子的增加化合物的晶格常数a增大,晶格常数c略有减小,晶胞体积V基本保持不变。随着Ti含量增加居里温度(TC)减小,热滞ΔThys的大小改进不太明显。MnFeP0.63Ge0.12Si0.25的TC为305 K,当外磁场变化为0～1.5 T时最大磁熵变的绝对值为14.8 J.(kg.K)-1。