双层锰氧化物Nd1.2Sr1.8Mn2O7的相分离研究

通过固相反应法制备成了多晶样品Nd1.2Sr1.8Mn2O7,利用XRD和SQUID研究了样品的结构和磁性.研究结果表明,该样品的单相性很好,单相结构为Sr3Ti2O7四角形结构(14/mmm).磁性测量表明,温度高于居里温度(Tc=265K),样品呈现出顺磁性,随着温度的降低出现了顺磁-铁磁的转变,铁磁与反铁磁两相共存,温度低于50 K时铁磁逐渐消失,直到完全变为反铁磁.     

钙钛矿锰氧化物La_(1.1)Dy_(0.1)Sr_(1.8)Mn_2O_7样品的磁性研究

采用传统固相反应法制备La1.1Dy0.1Sr1.8Mn2O7多晶样品,并通过测量样品的磁化强度随温度变化曲线(M-T)以及磁化强度随外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究。结果表明,在整个温度测量范围内,随温度的降低,样品的磁性发生了多次转变,在类Griffiths相温度(TG≈350 K)以上,样品处于纯顺磁态;在三维铁磁有序温度T3D(≈187 K)至TG温度范围内,样品处于铁磁-顺磁共存态;在奈尔温度TN(≈165 K)至T3D温度范围内,样品的铁磁性随着温度的降低逐渐增强;在TN温度以下,样品的反铁磁性增强而铁磁性减弱,表现出了反铁磁和铁磁相互竞争的现象。另外,通过居里外斯拟合以及Griffiths相模型拟合,发现样品在TG以下存在类Griffiths相。     

双钙钛矿化合物Sr2Mn1-xGaxMoO6（x=0,0.1,0.2,0.3）的晶体结构与磁性

用非磁性Ga3+部分替代Sr2MnMoO6中的Mn2+,获得Sr2Mn1-xGaxMoO6(x=0,0.1,0.2,0.3)多晶样品,通过X射线衍射(XRD)分析和磁性能测量研究Ga3+对晶体结构和磁性的影响。XRD谱Rietveld结构精修分析表明,Sr2Ga1-xMnxMoO6具有四方对称晶体结构(空间群I4/m)。随着Ga含量增加,B/B-原子占位有序度降低,平均键长减小,而平均键长增大,平均键角保持180o不变,平均键角逐渐扩张。5 K及300 K温度下,样品均为反铁磁体,但低掺杂样品在低温(5 K)下表现出微弱的铁磁性。上述结果表明,Ga3+对Mn2+的电子掺杂引起部分Mo离子价态由+6价转变为+5价。     

双层钙钛矿锰氧化物Nd_(1.15)Tb_(0.05)Sr_(1.8)Mn_2O_7的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备双层锰氧化物Nd1.15Tb0.05Sr1.8Mn2O7多晶样品,通过测量样品的X射线衍射谱、磁化强度随温度变化曲线(M-T曲线)以及电阻率随温度变化曲线(ρ-T曲线),对其磁性和电输运性质进行了研究。结果表明,样品随温度的升高先后经历了四个磁转变点:奈尔温度点(TN≈50 K)、电荷有序温度点(TCO≈67 K)、居里温度点(TC≈107 K)和类Griffiths温度点(TG≈275 K)。在低温部分样品处于反铁磁-铁磁共存态,表现出了团簇自旋玻璃行为;在TC到TG温度范围内,样品处于铁磁-顺磁共存态,即存在类Griffiths相;在TG温度以上,样品处于纯顺磁态。其电输运性质表明,随温度的升高,样品的磁电阻率降低,没有发生金属-绝缘转变。通过对115 K~300 K温度范围内的ρ-T曲线拟合发现,样品在高温部分基本遵循三维变程跳跃的导电方式。     

La0.7Sr0.3Mn1-xRxO3(R=Co,Ni)的共沉淀法合成及磁性研究

用液相共沉淀法合成了La0.7Sr0.3Mn1-xRxO3(R=Co,Ni)样品.利用XRD对样品结构进行表征,结果表明,由于Co2 半径与Mn3 离子半径不匹配,当Co2 含量x>0.07时,样品La0.7Sr0.3Mn1-xRxO3的结构由正交晶系向单斜晶系转变,而Ni2 离子半径与Mn3 离子半径相近,Ni的掺杂并没有改变系列样品La0.7Sr0.3Mn1-xRxO3的晶体结构.通过振动样品磁强计测试样品的磁性,结果表明,La0.7Sr0.3Mn1-xRxO3(R=Co,Ni)系列样品的比饱和磁化强度随掺杂浓度的增加而减少,这是由于Co2 和Ni2 取代Mn3 后,引起B位离子的电场差的减少.样品的稳定性降低,而使得比饱和磁化强度降低.     

非化学计量(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3的电输运及MR温度稳定性机制研究

用固相反应法制备了非化学计量的(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3(x=0.00,0.10,0.20,0.30,0.35)系列样品,通过XRD、ρ-T曲线、MR-T曲线,研究电输运及磁电阻(MR)温度稳定性的机制。XRD检测表明,非化学计量的(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3在1200℃下烧结24 h,实际形成了La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3钙钛矿相和Mn2O3相组成的二相复合体材料。电输运性质均表现出绝缘体-金属相变,ρ-T曲线高温区出现尖峰,较低温区出现"肩峰",是钙钛矿体相内双交换作用和晶界处电子自旋极化隧穿引起的电阻率共同作用的结果。MR-T表现出,在高温区出现磁电阻峰,在低温区随温度降低磁电阻持续增大,表现出低场磁电阻特征,在中间温区出现磁电阻的温度稳定性,用La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3钙钛矿颗粒体相产生的本征磁电阻与颗粒界面效应产生的隧穿磁电阻的叠加给出解释。x=0.30的样品,0.8 T磁场下,在258 K～198 K温区,产生的磁电阻为(6.3±0.2)%。     

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-SDC复合阳极性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)阳极粉体。X射线衍射(XRD)分析结果显示,在1000℃下焙烧4 h处理后,粉体为单一的钙钛矿相结构。应用单向压力成型方法、空气中1450℃下烧结8 h制备了Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质片,应用丝网印刷方法在SDC电解质两侧分别涂覆La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极和Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC(PSCF-SDC)复合阴极,组成电解质支撑型固体氧化物燃料单电池。扫描电镜(SEM)观察显示,制备的电解质致密,阳极和阴极孔隙大小分布均匀,阳极厚度约为20μm,阴极厚度为10μm。用湿氢气作燃料,在800℃下获得的最大输出功率为232.84 mW/cm2,短路电流为919.84 mA/cm2。为了提高LSCM阳极材料催化活性,阳极中掺入少量SDC构成复合阳极。La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-10%SDC复合阳极的单电池输出功率明显提高,最大输出功率为340 mW/cm2。     

La2/3Ca1/3MnO3/xTiO2复合磁性材料的磁电特性研究

采用溶胶-凝胶法制备La2/3Ca1/3MnO3纳米级磁性颗粒和TiO2胶体,按一定比例制成La2/3Ca1/3MnO3/xTiO2(其中x取0、0.1、0.2、0.3、0.4)复合磁电阻材料。用XRD谱确定样品的晶体结构。采用振动样品磁强计测量了样品的磁滞回线和场冷却磁化强度随温度的变化行为;采用标准四引线法测量样品在恒定磁场下的电阻率随温度的变化。实验测量结果表明体系的磁化强度、剩磁、矫顽力随TiO2含量的变化具有相似的规律,具有室温的居里温度;并且当磁场强度小于0.4T时,磁电阻与磁场平方成正比关系;当大于0.6T时,磁电阻与磁场成线性关系。     

Nd0.Sr0.4Pb0.1 Mn0.96Fe0.04O3氧化物的结构和磁性

通过室温下的中子衍射和磁性测量对多晶样品Nd0.Sr0.4Pb0.1 Mn0.96Fe0.04O3的结构和磁性进行了实验研究.中子衍射结果表明,该样品具有正交的钙钛矿结构,空间群是Pnma,即结构发生了晶场畸变;由M-T和R-T曲线可知,居里温度Tc=182K,其磁性是随着温度的增加样品经历了从铁磁金属态转变到顺磁半导态,且转变温度Tp=105K;用锰氧化物晶场和双交换作用的竞争解释了其室温下的金属特性.     

La1-xNaxMnO3的磁电性质研究

采用固相反应法制备了La1-xNaxMnO3(x=0.05,0.15,0.33)多晶样品。通过测量XRD(X射线衍射)谱、R-T(电阻-温度)曲线、M-T(磁化强度-温度)曲线和ESR(电子自旋共振)曲线,研究了La位Na+离子替代对体系的电性和磁性的影响。实验结果表明:体系伴随绝缘体-金属相变出现顺磁-铁磁相变,随着La位Na+离子替代量的增加,样品的电阻值先减小后增大,磁化强度先增大后减小;随着La位Na+离子替代量的增加,居里温度单调升高;居里温度附近温区,顺磁相中存在着铁磁团簇,铁磁相中也存在顺磁成分,即出现了磁相分离;少量的Na+离子替代(x=0.05)样品,反铁磁与铁磁相共存,低温下表现为自旋倾斜玻璃态特征,较高Na+离子替代样品的自旋倾斜玻璃态遭到破坏。体系磁电性质的变化来源于Na+离子替代引起的晶体晶格结构的变化、容忍因子t的变化和Mn3+/Mn4+离子比值的变化。     

Sr掺杂对LaCoO3/γ-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用过饱和溶液浸渍法,在不同焙烧温度下制备了LaCoO3/γ-Al2O3煤蚅a0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂并对其活性进行测试,利用XRD、BET等技术对样品进行了表征。焙烧温度<600℃,催化剂样品的比表面积相对较大,活性组分在载体Al2O3上分散度高,从而具有较高的活性,并且用Sr部分取代La制得La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂中,Sr的加入有助于钙钛矿的形成,可以促进催化活性的提高;焙烧温度≥600℃,催化剂样品的比表面积呈下降趋势,在载体Al2O3上所负载的LaCoO3或La0.8Sr0.2CoO3由于烧结而长大,造成分散度下降,催化活性变差,掺入Sr未能提高催化剂对甲苯的催化氧化活性,甚至会抑制催化活性。     

通过拟合磁化曲线计算钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)的磁熵变

采用传统高温固相反应法制备La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)多晶样品,利用振动样品磁强计(VSM)测量了样品在不同温度下的磁化强度随外场变化曲线(M-H),然后利用正交多项式最小二乘拟合方法对钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)的磁化强度曲线进行拟合,再根据磁熵变的热力学公式计算出样品的磁熵变值。通过计算得到La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)多晶样品的居里温度分别为123 K和75 K,在外加磁场20 k Oe下x=0样品和x=0.05样品的最大磁熵变值分别为2.26 J/(kg·K)和1.6 J/(kg·K),所以x=0样品可作为高温区(77 K以上)磁制冷材料,而x=0.05样品可作为中温区(20 K~77 K)磁制冷材料。计算结果显示,拟合数据和实验数据非常接近,结果比较满意,说明该方法适用于La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)多晶样品的磁熵变计算。     

钙钛矿锰氧化物La0.3Ca0.7Mn0.96W0.04O3在电荷有序相中的磁性质

采用固相法制备了样品La0.3Ca0.7Mn0.96W0.04O3. 通过测量样品的M-T曲线、 M-H曲线和ESR曲线, 研究了La0.3Ca0.7Mn0.96W0.04O3的磁性质. 结果表明： 在265 K时形成电荷有序相（CO相）. 当T＞265 K时, 表现为顺磁;当T＜225 K时, 表现为长程反铁磁（在AFM本底中存在少量FM成分）, 形成少量FM相与AFM/CO相共存;从265～225 K, 随温度降低在电荷有序态下从顺磁向反铁磁转变. 测量了La0.3Ca0.7Mn0.96W0.04O3样品的ESR谱线宽, 样品的顺磁共振线宽ΔHPP的值随着温度的降低是增加的, 表明随着温度的降低样品的铁磁关联增强.     

CuO复合对La0.80Sr0.05K0.15MnO3电输运和磁电阻的影响

用固相反应法制备了(1-x)La0.80Sr0.05K0.15MnO3/xCuO(x=0.00,0.04,0.08,0.10,0.20,0.30)二相复合体。通过X射线衍射图谱、扫描电子显微镜照片检测结构,表明形成完好的钙钛矿相和CuO相,CuO分布在钙钛矿颗粒之间,形成对钙钛颗粒的包覆。通过测量零场和加场下的电阻率-温度曲线以及磁电阻-温度曲线,研究电输运性质及磁电阻效应,结果表明,CuO复合对La0.80Sr0.05K0.15MnO3电输运和磁电阻效应影响很大。在高温区出现磁电阻峰,表现出本征磁电阻特征,在低温区随温度降低磁电阻持续增大,表现出由界面引起的隧穿磁电阻特征,总的磁电阻是本征磁电阻与隧穿磁电阻的迭加,在中间温区出现磁电阻的温度稳定性。     

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。     

钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxMnO3和(La0.7Sr0.3)1-yKyMnO3的结构及磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型La1-xSrxMnO3和(La0.7Sr0.3)1-yKyMnO3粉体,研究了溶胶-凝胶法合成条件对样品的比饱和磁化强度的影响.利用XRD对样品结构进行表征,结果表明,Sr的掺入量不影响La1-xSrxMnO3结构,(La0.7Sr0.3)1-yKyMnO3系列样品由于K 的半径与La3 ,Sr2 不匹配,掺杂浓度仅为0.01就已经出现杂相峰,超过0.1时杂峰增多.通过振动样品磁强计测试样品的磁性质,结果表明,x≤0.3的范围内La1-xSrxMnO3系列样品的比饱和磁化强度随着x的增加而增加,当x>0.3后随x的增加而减弱,(La0.7Sr0.3)1-yKyMnO3系列样品的比饱和磁化强度随Y的增加而下降.     

La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/La_(0.75)MnO_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3庞磁电阻三层膜的制备及结构形貌和性能

用磁控溅射法在 (0 0 1)取向的LaAlO3单晶基片上制备了La0 .6 7Sr0 .33MnO3/La0 .75MnO3/La0 .6 7Sr0 .33MnO3外延三层膜。结果表明 ,与La0 .6 7Sr0 .33MnO3单层膜相比较 ,外延三层膜的X射线衍射图上出现 3级衍射峰 ,每级衍射峰由 3个峰组成 :其中强度最高的衍射峰代表衬底的衍射 ;次强的代表上下两层La0 .6 7Sr0 .33MnO3膜 ;最弱的代表中间La0 .75MnO3层。三层膜的二维原子力表面形貌为均匀的小颗粒状 ,表明其三维形貌为外延岛状柱状晶。这种三层膜的巨磁电阻效应与中间层La0 .75MnO3的厚度有关 ,当中间层厚度为 70nm时 ,其最大磁电阻值可达到 3 2 % ,这个结果优于La0 .6 7Sr0 .33MnO3单层膜的巨磁电阻效应。其可能的原因是电子在界面上的散射、层间的交互作用 ,以及点阵错配导致的内应力的综合结果。     

钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr_(1.8)Mn_2O_7(x=0,0.05)的磁熵变和电输运性质研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿锰氧化物La_(1.2-x)Tb_xSr1.8Mn2O7(x=0,0.05)多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度关系曲线(MT)和磁化强度与外加磁场关系曲线(M-H)对两样品的磁熵变研究发现:在整个温度测量区间内,x=0和x=0.05两样品在高温部分均表现出顺磁性;随着温度的降低,两样品分别在245和225 K处发生了二维短程铁磁有序转变(T_C~(2D));在120和70 K处发生了三维长程铁磁有序转变(T_C~(3D));在低温部分,两样品均表现出团簇自旋玻璃行为。x=0样品在T_C~(3D)附近的磁相变为一级相变,x=0.05样品为二级相变,两样品的磁熵变曲线的对称性良好,且在外场2 T下两样品在T_C~(3D)附近出现的最大磁熵变值分别为:2.17和1.60 J·(kg·K)~(-1),因此两样品有利于应用在埃里克森磁制冷循环中。此外,通过测量零场下电阻率与温度关系曲线(ρ-T)对两样品的电输运性质研究发现:x=0样品和x=0.05样品分别在96和93 K处发生了绝缘-金属转变(T_P),对T_P以上的ρ-T曲线拟合表明,两样品在高温部分均遵循三维变程跳跃的导电方式,Tb3+离子的掺杂没有改变高温区的导电方式。     

微波合成固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3的研究

采用微波技术合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3样品，分别选择x=0.1,0.2,0.3,0.4和0.5合成了La0.9Sr0.1MnO3,La0.8Sr0.2Mn3,La0.7Sr0.3MnO3,La0.6Sr0.4MnO3和La0.5Sr0.5MnO3，用X射线衍射分析检测了样品的结构与组成，用电子扫描电镜考查了样品的形貌和粒度，电导率测量结果表明，样品的组成和烧结温度影响电导率。在系列样品中，组成为La0.7Sr0.3MnO3电导率最高；烧结温度1200℃和1300℃相比较，1300℃烧结后样品的电导率大幅度提高。     

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。