论文部分内容阅读
近些年来,人们发现在钙钛矿锰氧化物Ln1-xAxMnO3(Ln为La,Nd,Pr等稀土金属元素;A为Ca,Sr,Ba等碱土金属元素)中具有磁电阻(magnetoresistance)效应,由于它在磁记录,磁传感器方面具有广泛的应用前景,同时也向传统的磁记录材料提出了挑战,因而引起了物理学界的广泛关注。 但是,在目前磁电阻材料的实际应用中仍然存在着许多问题,诸如:产生CMR现象所需的外加磁场非常大,通常需要几个特斯拉;材料的磁电阻峰值多出现在低温区内;产生磁电阻的温度范围很窄。这些因素都极大的限制了磁电阻材料的实际应用范围。 在这里,我们分别采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿锰氧化物La1-xSrxMnO3,以及尖晶石结构的软磁铁氧体材料γ-Fe2O3和(Ni,Zn)Fe2O4,我们分别把(Ni,2n)Fe2O4和Fe2O3按不同比例同La1-xSrxMnO3混合后,在经充分研磨后,使之成为均匀分布的复合体系,采用不同的制备工艺得到异质复合样品。 本文着重通过对复合体系中尖晶石铁氧体材料的含量以及复合体系的烧结温度,烧结时间,压力等因素对材料磁电特性影响的研究,我们发现了如下的结果: 1.在复合了软磁铁氧体材料的样品中,复合体系在高温下烧结后,两种材料各自保持自身的相结构,没有发生改变,并且没有生成新的物质。 2.随着铁氧体材料(Ni,Zn)Fe2O4含量的增加,复合体系的电阻率迅速增大。分析其原因,这一方面可归结为,大量异质界面的增加使得电子通过隧穿机制在界面之间的跃迁就变得更为困难,从而导致了体系电阻的增大。另一方面,尖晶石结构的铁氧体材料本身是一种绝缘磁性化合物,几乎不存在自由电子,因而它自身的电阻就很大,因此,铁氧 河北师范大学硕士研究生毕业论文 体材料自身的电阻对体系的电阻率的增大也有一定的贡献。 3.在(L%7Sf。3MnO3)1.人则i,Zfl)FCZO4)x复合体系中,在温度降低的最 、初阶段,相对于X—0的情况下,复合体系的磁电阻效应都受到抑制。在 温度T—200K左右时,复合体系的磁电阻效应得到加强,并超过X=0的 倩况下的磁电阻值。这为我们提供了一种新的可以提高材料磁电阻值的 方法。 4.我们发现,对于 Loo。Sr。;MnO3 /Fe。O。的复合体系,有着非常有趣 的磁电阻现象。对于该复合体系,在低温下的磁电阻很小,随着温度的 升高,体系表现出负的磁电阻现象(这里我们定义栅-…-尸*巾*。 对于Fe。O。含量为9%的样品,样品的磁电阻值在238K时随温度的升高 而逐渐向负的方向增大,在337K时达到极值-7%;对于Fe。OZ含量为门% 的样品,样品的磁电阻值在265K时随温度的升高而逐渐增大,两种不 同比例的复合体系都在很宽的温区内表现出较大的磁电阻,尤其后者, 在1.ST外场作用下,338K时MR达到极值-30%。这在以往的报道中没 有发现过,其具体机制还有待通过进一步实验进行研究。 5.通过对两种复合体系的磁电性能的研究,我们注意到,复合体系 中样品颗粒的大小对于材料的性能有很大的影响。同是两种铁氧体材料 的复合,但他们复合的方式是不同的。在LO石r们/灿/n厂e20。复 合体系中,两种物质的粒径都处在微米量级;而对于*的9h。IMflO3”eZO3 的复合体系,Fezos的粒径仅有十几纳米,相对前者其体系的晶界面积要 大的多。所以我们认为,材料的粒径是影响体系磁电阻效应的一个重要 原因。