La<,0.67>Sr<,0.33>Mn<,1-x>Fe<,x>O<,3>的磁电阻和正电子湮没研究

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钙钛矿锰氧化物以其超大的磁电阻效应(CMR)和丰富的物理内涵而成为当前凝聚态物理研究的热点。为了解CMR效应的物理机制,本文系统地研究了Mn位替代锰氧化物的结构、输运特性,以及掺杂所引起样品结构和性质的变化。 采用标准的固相反应方法制备了La<,0.67>Sr<,0.33>Mn,1-x>Fe<,x>O<,3>(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)氧化物系列样品,为了研究样品氧含量对样品性质的影响,分别在空气中、流动氧气中和真空中烧结了系列样品。利用x射线粉术衍射方法对样品的结构进行分析,结果表明样品单相性良好。由扫描电镜(SEM)的形貌分析可以看出,不同氛围烧结的样品,微观结构有很大的差别,反映了各组分元素在相同的烧结温度和烧结时间下由于烧结氛围的不同,其化学反应的速度和程度不同,进而使其结晶程度和缺陷浓度发生了较大的变化。 对样品磁电输运性质的研究发现,氧含量的不同可以在很大程度上改变物质的内部结构及其组成,可以看出在氧气氛围和真空中烧结样品的输运性质明显有别于空气中烧结的样品,这是由于氧含量的不同,改变了样品中载流子的浓度以及Mn离子的局域环境,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争和样品内部电子的局域化等因素的存在,影响材料的磁电性能。 利用正电子湮没技术对空气中、流动氧气中和真空中烧结的系列掺杂样品进行了正电子寿命测量,由两寿命谱模型计算出了样品的平均寿命。发现正电子寿命各参数、平均寿命和电子浓度随掺杂量的增加呈规律性变化。通过分析讨论得知正电子寿命谱各参数的变化主要是由于Mn离子局域环境的改变,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素的影响所造成的,掺杂在样品中造成的缺陷对样品的电阻率和磁电效应产生了影响。
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