Nd1/2(Sr1x-Cax)3/2MnO4的晶体结构及其电磁输运特性

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掺杂的钙钛矿锰氧化物在过去五十年里被大量研究,在此类氧化物中发现的庞磁阻效应引起了广泛关注。同时它在电输运、磁输运和结构方面表现出的丰富多样性,反映了此类氧化物中自旋、电荷、轨道和晶格自由度彼此之间复杂的相互作用。掺杂的钙钛矿锰氧化物已在磁存储技术方面展示出了广泛的应用前景。在本文中,我们通过对此类材料的A位进行不同浓度的掺杂,对其中的电荷有序现象及相关物性进行探索。  第一章主要综述了自旋电子学中磁电阻的研究成果,介绍了钙钛矿锰氧化物的研究历史和最新进展。  第二章介绍了钙钛矿锰氧化物中丰富的物理内容,如晶体结构和电子结构;了解这类氧化物包含的物理机理,例如双交换作用和超交换作用、电荷有序、Jahn-Teller效应以及可变程跃迁模型。在研究此类材料之前了解相关的物理概念。  第三章介绍了研究样品所采用的实验方法和原理。  在第四章中我们制备了系列样品Nd1/2(Sr1-xCax)3/2MnO4(x=0.0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.8,0.9),通过中子衍射和Rietveld精修确定了系列样品的空间群为四方晶系14/mmm。测量了电阻率及磁化率随温度的变化曲线,发现电荷有序相变温度随着掺杂浓度的升高呈现上升趋势,且伴随着MnO6八面体在c轴方向上被压扁的程度增大。同时我们对与样品Nd1/2(Sr0.3Ca0.7)3/2MnO4的电输运和磁输运特性分别进行了研究,确定其奈尔温度为和电荷有序温度分别为180 K和258 K。在电荷有序温度以下,样品的电输运特性符合可变程跃迁模型。
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