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锰氧化物由于具有庞磁电阻(CMR)效应、丰富的物理现象以及巨大的潜在应用前景而受到了人们的广泛关注,成为近年来研究的热点之一。对锰氧化物的庞磁电阻效应以及相关的其他性质的认识给强关联凝聚态物理研究提出了挑战。本论文对La5/8-xPrxCa3/8MnO3和LaSr2Mn2-xTixO7体系的电输运性质与磁特性进行了探索和研究。全文共分五章,主要内容如下:
第一章概述了钙钛矿锰氧化物的物理性质和研究进展,包括该类体系的晶体结构、电子结构、电荷/轨道有序相、基本理论以及基本物理特性,并介绍了双层锰氧化物结构、电输运与磁特性。
第二章详细介绍了样品La5/8-xPrxCa3/8MnO3和LaSr2Mn2-xTixO7的制备过程,并介绍了具体的测试仪器及方法。
第三章系统地研究了多晶La5/8-xPrxCa3/aMnO3(x=0,0.10,0.13,0.15)体系的磁性和电输运特性。X射线粉末衍射测量表明所有的样品都具有较好的单相结构;电输运和磁性测量结果表明,随掺杂量的增大,居里温度Tc和绝缘体—金属转变温度TMI都向低温区移动。在较低温度下电阻率出了极小值现象,而这一现象随外加磁场的增大逐渐受到抑制,对此现象从强电子-电子相互作用角度进行了分析讨论。在Tc和TMI转变温度区域,样品表现出较大的磁电阻效应。样品在高温下的电输运行为可根据可变程跃迁机制得到很好地解释。
第四章研究了Ti离子掺杂对双层锰氧化物LaSr2Mn2-xTixO7(x=0,0.02,0.05,0.10)体系的电输运特性和磁性的影响。X射线粉末衍射测量表明所有的样品都是双层的钙钛矿结构。随Ti掺杂量的增大绝缘体—金属转变温度TMI向低温区移动,并且当Ti含量增大到0.05时这种转变消失。随Ti掺杂量的增大电荷有序温度Tco也向低温区移动,并且当掺杂量达到0.1时电荷有序现象消失。在温度高于Tco的电阻率曲线可以用二维的可变程模型进行解释。对样品进行磁特性研究表明随着掺杂量的增大TN向低温区移动,由于铁磁与反铁磁的共存在使体系低温下中有团簇玻璃态存在。
第五章对全文进行了总结。