【摘 要】
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自从锰氧化物被发现以来,一直是凝聚态物理研究的热点材料。锰氧化物具有很强的电磁关联特性,在相变过程中,锰氧化物展现非常丰富的性质,如庞磁阻效应、磁热效应和磁致伸缩效应等。作为一种多功能材料,锰氧化物还是一种优良的电催化剂,同时它可以应用于磁热疗中用来治疗癌症。锰氧化物缩小到纳米尺寸时,可以有效调控其结构、形貌、比表面积、磁学性质和磁相变过程。除此之外,锰氧化物的性质还对本身的化学计量、缺陷和外界压
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自从锰氧化物被发现以来,一直是凝聚态物理研究的热点材料。锰氧化物具有很强的电磁关联特性,在相变过程中,锰氧化物展现非常丰富的性质,如庞磁阻效应、磁热效应和磁致伸缩效应等。作为一种多功能材料,锰氧化物还是一种优良的电催化剂,同时它可以应用于磁热疗中用来治疗癌症。锰氧化物缩小到纳米尺寸时,可以有效调控其结构、形貌、比表面积、磁学性质和磁相变过程。除此之外,锰氧化物的性质还对本身的化学计量、缺陷和外界压力十分敏感,这为调控其功能性质提供了可能。本论文以纳米尺寸锰氧化物的磁学性质为基础,并利用多种手段调控其功能性质,建立锰氧化物化学计量-尺寸-形貌-功能性质之间的联系,从而探索其在多种领域应用的可能。论文主要内容分为四章。第一章主要介绍锰氧化物基本物性、理论模型和功能性质,其中包括庞磁阻效应、磁热效应,磁热疗应用等,同时又详细调研了锰氧化物的纳米尺寸效应,非化学计量的影响和静水压下的性质。第二章介绍La0.6Sr0.4MnO3纳米尺寸锰氧化物的多功能性质。在居里温度附近,样品展现出了优异的磁热性质,在交变磁场下,La0.6Sr0.4MnO3还具有很高的比损失功率,弛豫磁滞在其中起了重要作用,这意味着La0.6Sr0.4MnO3也有磁热疗应用的前景,电化学测试表明,尺寸越小的样品由于其更大的比表面积,会展现更优异的电催化性能,从而证明了La0.6Sr0.4MnO3纳米颗粒在交叉领域应用的可能第三章介绍了非化学计量La0.8-xK0.2Mn1+xO3（0≤x≤0.2）纳米颗粒磁学和磁热性质。将纳米颗粒高温退火处理,引入缺陷,改变内部的化学压力,增加了Mn-O键长,减小了Mn-O-Mn键角,从而降低了TC,同时提升了磁热效应。而施加静水压与化学压力对锰氧化物的性质有着相反的调控作用。高压下提升锰氧化物的铁磁性,但降低磁熵改变的最大值,由此证明晶体结构的变化对锰氧化物的磁热性质有着重大的影响。第四章介绍了非化学计量La0.8-xNa0.2Mn1+xO3-Δ（0≤x≤0.2）纳米颗粒的磁学、电学和磁相变理论。XPS实验证明样品中的Mn离子存在三种不同的价态,Mn2+,Mn3+,Mn4+,随着温度的升高,Mn2+会参与到Mn3+?O2-?Mn2+?O2-?Mn4+铁磁性的多重双交换作用中。La0.8-xNa0.2Mn1+xO3-Δ纳米结构样品随着温度的变化展现了二级相变的特点,但是临界磁性相变过程十分复杂,不能通过单一的模型来描述。同时实验发现样品的超顺磁态对锰氧化物低场磁热有着很重要的贡献。研究结果显示了化学缺陷和超化学计量锰的掺杂可以调控锰氧化物的磁相变过程和功能性质,从而拓展对锰氧化物的认识,并对新型锰氧化物的合成提供新的思路。
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