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随着信息技术的发展,高密度的数据存储以及高灵敏度的磁传感器需要高磁电阻新材料。而锰氧化物具有明显的庞磁阻效应,因此得到了广泛关注。随后的研究发现除庞磁电阻效应,锰氧化物还有很多新奇的特性,例如电荷、自旋、轨道、晶格间的强关联性以及相分离特性等。近年来,人们尤其关注相分离特性,这是由于在相分离体系中金属相和绝缘相可以在亚微米尺度存在,并且外界扰动,例如应变、磁场,光照,电流/电场等,可以有效调制它们的分布以及比例。本论文主要研究了相分离的钙钛矿锰氧化物薄膜的结构、电输运性、磁特性以及各向异性输运行为,并系统研究了磁场、电流以及光照对相分离体系电输运行为的影响,探讨了其中的物理机制。论文的主要结果如下: 1.研究了生长在SrTiO3(110)衬底上的La5/8-yPryCa3/8MnO3(y=0.43)薄膜的电流诱导的各向异性记忆效应。大的处理电流导致薄膜的电阻率明显下降,而当撤掉处理电流后,电阻率恢复到低于初始电阻率值的中间态,表明样品具有电流诱导的记忆效应。LPCMO/STO(110)薄膜先经过大电流处理,然后再用1μA的小电流测试样品的电阻率,结果显示沿着处理电流方向的电阻率下降得更明显,说明薄膜具有电流诱导的各向异性记忆效应。我们通过电泳模型说明了经过大电流处理后形成的导电丝状通路具有方向性。导电丝状通路更容易沿着处理电流方向形成,进而使得样品中存在明显的各向异性记忆效应。较大的磁场或者高温均可以擦除样品中电流诱导的各向异性记忆效应。 2.研究了生长在(110)取向的LaAlO3衬底上的La5/8-yPryCa3/8MnO3(y=0.43)薄膜的各向异性电输运行为。相比于沿着[1-10]轴的电输运行为,沿[001]轴的电荷有序转变更强,电阻更大。研究发现磁场对沿[1-10]和沿[001]的电阻的影响截然不同,沿[001]轴的电阻更容易受到磁场的调制。通过系统研究,我们也给出了相分离的LPCMO薄膜的相转变过程。样品中本征的各向异性应变场改变了相分离体系中铁磁畴的形状,使得它沿着应变大的方向拉长,从而导致了各向异性的电输运行为。最后我们也提供了一种排除电流效应中的热效应的实验方法。 3.系统研究了La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)薄膜的结构,磁,电性质。研究发现,LCMO/NGO(001)薄膜具有各向异性的电输运行为,在低温区沿着b轴的电阻率明显大于沿着a轴的电阻率。而且,升温测量时,当T<245 K,沿着b轴的电阻率-温度曲线中出现两个电阻率峰,一个位于91 K,另一个电阻率峰位于165 K;沿着a轴方向只存在一个位于165 K的电阻率峰。通过分析,我们认为样品中位于91 K的电阻率峰对应着反铁磁相的电阻率,而位于165 K的电阻率峰则对应着铁磁相和反铁磁相组成的混合相的电阻率,其中铁磁相占主导地位。沿着a轴方向反铁磁相和混合相形成并联结构,而沿着b轴方向反铁磁相和混合相形成串联结构。通过拟合,我们得到了混合相和反铁磁绝缘相各自的电阻率随温度的变化关系。 4.系统地研究了电流,磁场和光照对La0.67Ca0.33MnO3/NdGaO3(001)薄膜中混合相和反铁磁绝缘相电输运特性的影响。发现电流和光照可以调制反铁磁绝缘相的电阻率,使得反铁磁相的电阻率明显下降,但对混合相的电阻率影响很小;磁场对混合相和反铁磁绝缘相均有影响,使得电阻率显著下降。我们认为NGO(001)的各向异性剪切应变导致MnO6八面体发生畸变,从而使得相分离体系中铁磁相更容易沿着a轴丝状排列,形成沿着a轴的渗流通路,导致薄膜中出现各向异性的输运行为。