钙钛矿型锰氧化物巨磁电阻材料中的晶格畸变与输运性质

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R<,1-x>M<,x>MnO<,3>钙钛矿型锰氧化物由于发现其具有巨大应用前景的巨磁电阻效应(CMR),近年来成为凝聚态物理前沿研究热点之一。这类材料呈现出丰富的物理现象:如巨磁电阻、巨压电阻、自旋有序、电荷有序、轨道有序、极子有序、磁场诱导结构相变、X光诱导结构相变、温度诱导结构相变等。目前国际公认此材料中最根本的物理机制是双交换和电-声子相互作用,它们和此材料中载流子的自旋和MnO<,6>八面体的晶格畸变密切相关。因此对此材料中晶格畸变的研究意义重大。该论文就是考察引起MnO<,6>八面体畸变的三大因素及其对性能的影响。这三大因素是:Jahn-Tellet(Jt)效应,A位和B位离子半径的不匹配,A位和B位空位。主要内容和结论如下:(1)利用LaMnO<,3>和CaMnO<,3>在高温下La和Ca的相互扩散,清晰地展现了p~T曲线上的双峰的出现到消失与样品中La<3+>和Ca<2+>分布的微观不均之间的关系;(2)证实,A位阳离子空位主要是导致局域MnO<,6>八面体扭转和改变Mn-O-Mn键角;(3)铁磁相变时,利用红外光谱观测到La<,0.67>Sr<,x>MnO<,3-δ>(x=0.33和0.23)中MnO<,6>八面体的伸缩振动模的较大频移Δv<,3>=12cm<-1>;(4)在正交钙钛矿型Nd<,0.7>(Ca,Sr,Ba)<,0.3>MnO<,3>中,当A位平均半径>一定时,XRD图和IR谱测量证实,随着A位阳离子无序方差σ<2>的增大样品的平均结构变化很小,但MnO<,6>八面体局域畸变有显著的增大,这种局域结构变是通过氧离子无规偏离其结晶学平均位置而实现的;(5)测量了La-Ca-Mn-O、Nd_Sr-Mn-O和Nd<,0.7>(Ca,Sr,Ba)<,0.3>MnO<,3>样品系列的热电势。
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