双钙钛矿型氧化物Sr2FeMoO6及其掺杂系列的结构与性质研究

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近几年以来,关于双钙钛矿氧化物材料的结构和电磁运输性质,科学家们做了大量的研究,其中双钙钛矿氧物在制成磁电阻材料上具有广阔的应用前景,尤其是双钙钛矿氧化物显著的遂穿磁电阻效应,使这种材料成为最有可能在室温下应用的磁电阻材料之一。但是对于这种类型的材料仍然有一些问题没有得到解决。本文以高温固相法制备了双钙钛矿型氧化物Sr2FeMoO6及其掺杂体系Sr2FeMoO6-yNy和Sr2-xLaxFeMoO6样品,并对其晶体结构以及电、磁性质进行了系统的研究。X射线粉末衍射分析表明,双钙钛矿型系列氧化物Sr2FeMoO6-yNy与Sr2-xLaxFeMoO6均属于四方I4/mmm对称。与未掺杂的样品相比,掺杂后样品的晶胞体积增大,而后随着掺杂量的增加而减小。Sr2FeMoO6-yNy中Fe/Mo离子有序度均有所提高,而Sr2-xLaxFeMoO6由于电子掺杂的原因,Mo失去电子,有序度大为降低。对其磁性能的分析,当温度为291 K时,通过样品的磁滞回线可以得到Sr2FeMoO6-yNy与Sr2-xLaxFeMoO6系列样品都属于典型的铁磁性物质。样品的饱和磁化强度均随有序度的上升而增强,表明有序度是影响样品磁化强度的重要因素。热磁实验显示样品在居里温度附近样品发生了从铁磁(FM)到顺磁(PM)的转变,同时由于N和La的掺入,Fe原子间的铁磁相互作用增强,进而使其居里温度随着掺入量的增加而上升。对其电性能的分析,从电阻率随磁场的变化趋势看,样品都有明显的负磁阻效应。在290-450 K温度范围内,样品的电阻率均随温度的增加而增加,表现出典型的金属导电行为。通过对其ρ-T曲线的分段拟合,其导电机制符合ρ(T)=ρ01T22T4.5,这说明电子的输运过程主要与电子子的散射、电子振子的散射有关,而当温度处于居里温度附近时T4.5的系数变为负数,说明电子子间的散射也对其电子的输运产生影响。
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