稀土空位锰氧化物(La(1-x-y)Yy)2/3Ca1/3MnO3的结构和输运性质

用固相反应法制备了La(1-x)2/3Cai/3MnO3(V-LCMO)和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3)(V-LYCMO)(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)系列La空位锰氧化物样品.X射线衍射(XRD)分析表明:所有的样品均为单相,具有正交对称性(Pnma).La(1-x)2/3Cai/3MnO3系统和(La(0.7-x)Y0.3)2/3Cai/3MnO3系统的晶格参数以及Mn-O键长和Mn-O-Mn键角随La空位浓度不同而改变,说明在室温系统中存在Jahn-Teller效应.对于V-LYCMO系统,其晶格参数、Mn-O键长和Mn-O-Mn键角都比V-LCMO相应的值更小,这可能与离子半径小的Y3 部分替代La3 导致更大的晶格畸变有关.V-LCMO系统随着空位浓度的增大,绝缘体-金属的转变温度TMI几乎不变.在x=0.04时MR值在温度TMI处达到最大值,约为220%(8T).而对V-LYCMO系统,其转变温度TMI约为50 K,在温度40～50 K左右最大的磁电阻值超过106%.认为很大的磁电阻效应与用离子半径小的Y部分替代离子半径大的La有关,它会破坏双交换作用,从而导致Jahn-Teller效应.     

La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4与La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法合成制备了Ag掺杂摩尔百分比为0.4的La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4 (LCMO∶Ag0.4)、La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4(LBMO∶Ag0.4)多晶复合材料,通过XRD和R-T分别对两种材料的结构和性能进行测试分析.实验结果表明:所得样品均为正交晶系钙钛矿结构;LCMO∶Ag0.4的金属-绝缘转变温度(Tp=280.2 K)比LBMO∶Ag0.4要高(Tp=256.8 K);LCMO:Ag0.4样品的电阻值比LBMO∶Ag0.4要小两个数量级;LCMO∶Ag0.4的TCR最大值为28％,要远远高于LBMO∶Ag0.4的TCR最大值(0.5％).     

Structure and transport properties of （La1-x-yYy）2/3Cal/3MnO3 with La-site vacancies

Several samples of manganese oxides La（1-x）2/3Cal/3MnO3 （V-LCMO） and （La0.7-xY0.3）2/3Cal/3MnO3 （x〈0.15） （V-LYCMO） with vacancies at La-site （La-vacancy） were prepared by solid-state reaction method. The X-ray diffraction（XRD） patterns refined by Rietveld confirm that these compounds exhibit single phase structure with orthorhombic symmetry （Pnma）. The lattice parameters, Mn-O bond length and Mn—O—Mn bond angle vary with La-vacancy concentration, as an indication of the occurrence of the local Jahn-Teller effect. The measurement result of V-LCMO compounds shows that the maximum magnetoresistance（MR） is about 220% at TIM=268 K and La-vacancy content x=0.04. For V-LYCMO compounds, there exists metal-insulator transition at about 50 K, and a very large MR （over 106%） is observed at the temperature ranging from 40 K to 50 K.     

固相法和共沉淀法制备La2/3Sr1/3MnO3∶Agx多晶材料性能比较

分别采用固相法和共沉淀法工艺制备了不同Ag掺杂量的La2/3Sru3MnO3∶ Agx(LSMO∶ Agx,x为摩尔百分比,x=0.00、0.10、0.20、0.30、0.40)多晶材料,通过XRD和R-T对Lav2/3Sr1/3MnO3∶ Agx材料的结构和性能进行测试分析.XRD分析结果表明,系列样品为正交菱面体结构,没有出现Ag元素的峰,这与Ag在高温烧结时的挥发有关;随着组分x的增加,固相法系列样品晶胞体积呈无规律膨胀,而共沉淀系列样品晶胞体积呈增大趋势,这可能是由于固相法系列样品的粒径较大且不均匀,导致LSMO:Agx晶格有较多的缺陷使晶胞体积发生膨胀,而共沉淀系列样品的粒径较小且均匀,Ag+进入晶格替代Ag位的La3+或Sr2+,引起晶胞体积发生微小膨胀.R-T分析结果表明,相对于同一组分x,共沉淀比固相法系列样品有更低的电阻率及更高的TCR值,Ag掺杂能有效改善LSMO材料的电阻率及TCR;共沉淀系列样品Ag掺杂对LSMO材料电阻率及TCR调制作用更明显.     

颗粒尺寸对多晶La2／3Ca1／3Mn1-xCuxO3低场磁电阻的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/33Mn1-xCuxO3(x=0.04)系列试样。X射线衍射实验说明Cu掺杂和不同温度烧结没有改变晶体的结构。电阻-温度实验曲线表明，随颗粒尺寸的减少，半导体-金属转变温度（Tp）向低温方向移动。磁电阻曲线显示，随颗粒尺寸的减少，与颗粒晶界有关的磁电阻在25K恒温、0.4T低场下由25%增加到了51%。实验结果表明，在La2/3Ca1/3MnO3中少量Cu掺杂和小颗粒尺寸可以实质性地提高与颗粒晶界有关的低场磁电阻效应。     

La_(2/3)Ba_(1/3)MnO_3∶Ag_x多晶靶材制备及其性能

采用化学共沉淀法制备了不同Ag掺杂量的La2/3Ba1/3MnO3∶Agx(x为摩尔分数,x=0.00、0.02、0.08、0.10、0.20)多晶靶材,通过XRD、SEM和R-T对La2/3Ba1/3MnO3∶Agx靶材的结构和性能进行测试分析,实验结果表明:所得样品为正交晶系钙钛矿结构;掺Ag(x=0.02、0.08、0.10、0.20)样品比未掺Ag样品的金属-绝缘转变温度Tp值低;随着烧结温度和Ag掺杂量的升高,金属-绝缘转变温度Tp随之增加;随着Ag掺杂量增加,电阻率归一化值先增大后减小。La、Ba、Mn元素的摩尔分数与理论设计的数值基本相同,O元素在烧结过程中缺失较严重,Ag元素的摩尔分数也较低,这与Ag在高温烧结时的挥发有关。     

球磨制备的La(Fe1-xCox)11.2Si1.8化合物的相形成和磁热效应

将LaSi母合金和元素粉末混合,利用球磨工艺制备了La(Fe1-xCox)11.2Si1.8 (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06)样品。在1423K的温度下烧结30分钟,然后放入水中快速冷却,就可以获得几乎为NaZn13型结构的单相化合物。磁性质的研究表明,样品的居里温度随着Co含量从x=0到x=0.06而提高,但是磁熵变减小。在0-1.5T的外加磁场下,LaFe11.2Si1.8合金在其居里温度附近的最大磁熵变达到的6.5 J/kg,而x=0.06的样品的最大磁熵变约为2.1 J/kg K。另外,球磨制备的样品还呈现了二级磁相变的特点,这对于磁热效应的应用非常有意义。     

磁一级相变La(Fe,Si)13基化合物的研究进展

对NaZn13型La(Fe,Si)13化合物在磁性、相变特性及磁熵变规律和制备方法等方面的研究进展进行总结和论述.低Si含量的La(Fe,Si)13化合物具有良好的软磁特性,表现出特殊的磁相变特征:在居里温度处的热诱导一级磁性转变和高于居里温度时的磁场诱导巡游电子变磁性转变,并伴随着巨大的磁熵变和磁致伸缩.随Si含量增高,化合物的这种特殊磁相变特征逐渐减弱,呈现二级相变特征.总结了元素替代和添加对La(Fe,Si)13化合物性能的影响,一定的合金化可以改变居里温度并保持巨大的磁熵变,这对于近室温磁致冷有着重要意义.快速凝固技术的应用解决了化合物合成困难的问题,降低了材料的制造成本,使得NaZn13型La(Fe,Si)13化合物成为最有应用前景的近室温磁致冷工质之一.本文还探讨了这种化合物用做磁致伸缩材料的可能性.     

氮原子对LaFe11.58Si1.42化合物的晶体结构和磁热效应的影响

在充有高纯氮气的石英管中对具有NaZn13型相结构的LaFe11.58Si1.42化合物进行了氮化处理,并对氮化样品的晶体结构和磁热效应做了系统研究。结果表明,对LaFe11.58Si1.42样品进行氮化处理时,压强是一个非常重要的参数。在氮化压强较低的条件下,可以通过提高氮化温度使样品氮化效果明显。间隙原子氮的进入导致样品晶胞体积膨胀,居里温度升高。样品的Arrott曲线表明,磁转变由一级相变逐渐变为二级相变。吸氮使样品的磁熵变减小。     

不同晶粒尺寸的(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒磁性能

采用非晶态多核配合的方法制备了(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒,用XRD、HRTEM和MPMS等手段对纳米颗粒的微观结构和磁性能进行研究。XRD和SAD分析表明,所有的样品都具有单相钙钛矿结构;TEM分析表明, 经过600,800和1000 ℃烧结10 h后的样品颗粒尺寸分别为40~50 nm,90~100 nm和140~150 nm。样品的磁学性能结果表明：(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的居里温度TC (298 K)基本上不随颗粒尺寸的变化而变化,而相对磁制冷能力取决于颗粒尺寸;颗粒尺寸为90~100 nm的(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的相对磁制冷能力最大,可以作为室温下使用的磁制冷工质侯选材料。     

（1-x）La2／3Ca1／3MnO3／xCr2O3复合材料的电输运性质和磁电阻效应

用固相反应法制备了（1-x）La2／3Ca1／3MnO3/xcr2O3（x为摩尔分数）复合样品，实验研究了在外加0～3T的磁场下，Cr203含量对该复合样品的电输运性质及磁电阻的影响。结果发现随着Cr2O3含量的增加，金属．绝缘体（M-I）转变温度耳急剧降低，并且当Cr2O3，含量x〉0．1时此转变消失。与此同时，电阻率随其含量增加而快速增大，特别的是在样品中观察到了较宽温度范围内显著增强了的磁电阻。这种结果的出现可能与Cr2O3有关的新相偏析在La2／3Ca1／3MnO3（LCMO）晶界和颗粒界面有关。     

脉冲激光沉积La1／3（Ca2／3Sr1／3）2／3MnO3薄膜结构及输运特性的研究

采用PLD法在LaAlO3（012）单晶衬底上外延生长了高、双掺杂La1/3（Ca2，3Sr1/3）2，3MnO3（LCSMO）薄膜。薄膜的x射线衍射谱表明，薄膜具有铫钛矿赝立方结构，且具有（012）方向的择优取向：用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析，发现薄膜表面相对比较平坦；在密封的液氮杜瓦瓶里用四探针法对薄膜的输运特性进行了测试，电阻一温度试验曲线表明，在温度77K～400K的范围内薄膜呈现类半导体特性，没有金属一绝缘体转变温度（TM1）出现；薄膜的红外透射谱在606cm。处宵一个很强的吸收峰，由红外透射谱计算出光学能隙氏。。大约为0．7eV，薄膜的光学折射率为1．373。分析认为LCSMO薄膜的类半导体特性是由于A离子半径变化引起晶格畸变造成的。     

Magnetoresistance and magnetization of La2／3 （Ca0. 60 Ba0. 40 ） 1／3 MnO3 in different temperature ranges

A polycrystalline La2/3 (Ca0. 60 Ba0. 40 ) 1/3 MnO3 was prepared by standard solid reaction method. Magnetization(M) and magnetoresistance of the sample were measured between T= 77 K and 350 K. It is found that some correlations exist in the external field dependency of the magnetoresistance magnetoresistance and M in the low and high temperature regions. Moreover, there are different magnetic field dependence of magnetoresistance and magnetization in different temperature ranges, which indicates the presence of different magnetoresistance mechanisms.Based on the models of spin-polarized tunneling and percolation model, the simulated magnetoresistance obtained using Monte Carlo method well explains the experimental fact.     

高阻相对La2／3Ca1／3MnO3低场磁电阻效应的影响

实验研究了La2／3Ca1/3MnO3系统晶界上掺杂(YSZ)对其输运性能和磁电阻效应(MR)的影响。样品是由溶胶．凝胶法制成的。通过对样品的电输运特性的测量表明,在掺杂量(x)低于2％时,掺杂引起电阻的增大并降低了金属．绝缘体转变温度;当掺杂量高于2％时电阻逐渐减小,且转变温度增加。而低场磁电阻效应随掺杂量增加,在x=1％时达到最大。     

Crystal structures and giant magnetoresistance of fluoride La2/3Ca1/3MnO3 compounds

The crystal structures and giant magnetoresistance of CaF₂-doped La_2/3Ca_1/3MnO₃ compounds are investigated by means of X-ray powder diffraction (XRD) and magnetic measurements. The Rietveld powder diffraction profile fitting technique is employed to refine the crystal structures. The results indicate that the space group of all these compounds is Pbnm, with Z=4. In each unit cell, the 4a, 4c, 4c, and 8d crystal positions are occupied by Mn ions, La ions, O^I, and O^II anions, respectively. The F atoms substitute for the O atoms in the 8d crystal position. The Curie temperatures of these compounds are enhanced slightly by adding CaF₂, and the giant magnetoresistance (GMR) ratios are higher than 67.6% in an applied field of 5 T.     

(La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3多晶纳米颗粒的磁热性能

采用非晶态前驱体的方法在800 ℃的低温下制备出(La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3纳米颗粒,用XRD、HRTEM和MPMS等手段对纳米颗粒的微观结构和磁性能进行研究.XRD和ED分析表明,所有的样品都具有单相钙钛矿结构;通过对样品不同温度下等温磁场的测量和计算,发现在居里温度点(358 K) (La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3纳米颗粒的最大磁熵变随着磁场的增加而增加,即使在5 T磁场下也没有达到饱和;居里温度附近纳米颗粒具有较大的磁热效应和较宽的峰值温度范围,这些良好性能可能和纳米颗粒具有大的表面和界面有关.     

La2/3Sr1/3MnO3薄膜的外场诱导电阻变化特性

分别采用固相反应技术和脉冲激光沉积的方法制备了La2/3Sr1/3MnO3靶材和薄膜,并研究了磁场、激光和电流等外场诱导下的薄膜电阻变化特性.结果表明,在铁磁金属相,激光辐照诱导薄膜电阻增大,而电流和磁场作用相似,均诱导薄膜电阻减小,这一现象可归结于不同外场通过改变体系中eg电子的自旋状态而影响体系的输运过程,引起电阻的变化.在顺磁绝缘相,利用小极化子模型进行了分析讨论,表明外场诱导电阻减小主要是由于外场作用使小极化子退局域化.     

Effect of second introduced phase on magnetotransport properties of La2/3Sr1/3MnO3/0.33(CuO, ZnO, Al2O3) composites

The structure, magnetic and magnetotransport properties of La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)/0.33(CuO, ZnO, Al2O3) composites were investigated to explore the role of second introduced phase. The microstructural analysis shows two kinds of grain boundaries: LSMO/LSMO and LSMO/second phase/LSMO. Two maximal resistivities appear in LSMO/0.33CuO and LSMO/0.33ZnO composites while the resistivity of LSMO/0.33Al2O3 decreases monotonically with increasing the temperature from 200 K to 400 K. Moreover, the temperature dependence of magnetoresistance(MR) of LSMO/0.33Al2O3 that decreases monotonically with increasing the temperature is different from that of LSMO/0.33CuO and LSMO/0.33ZnO. A developed two-channel model consisting of scattering model and tunneling model was proposed to fit the resistivity-temperature curves of these composites. The role of second introduced phase and the magnetotransport mechanism of these composites were elucidated.