Fe系元素掺杂LaSrMnO的微波吸收特性研究

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本文用溶胶-凝胶法制备了La0.8Sr0.2 Mn1-x(B)xO3(B为Fe、Co、Ni)体系与La0.8Sr0.2Mn1-x(B)xO3(B为Fe/Co、Fe/Ni)体系纳米级粉晶。用XRD和场发射电子显微镜对样品的结构、形貌及颗粒的尺度进行了表征,并对样品的电导率进行了测量。结果表明:La0.8Sr0.2 Mn1-x(B)xO3(B为Fe、Co、Ni)体系与La0.8Sr0.2 Mn1-x(B)xO3(B为Fe/Co、Fe/Ni)体系样品经过900℃热处理3h后的为单一钙钛矿结构。La0.8Sr0.2Mn1-xFexO3样品的形貌均成颗粒状,颗粒大小介于100-200nm。La0.8Sr0.2Mn0.98-xFexNi0.0203与La0.8Sr0.2Mn0.98-xFexCo0.0203颗粒粒度比较大,一般都在200nm以上。电阻率测试表明,两个体系电阻率均在半导体范围。 用微波矢量网络分析仪测试了La0.8Sr0.2Mn1-x(B)xO3(B为Fe、Co、Ni)在2-18GHz微波吸收特性。结果表明:当B为Fe时微波吸收效果最好,在2-18GHz频率范围,厚度2mm,La0.8Sr0.2Mn1-xFexO3样品(x=0.12、0.14)在10dB以上的有效带宽达6.2GHz,厚度2.21mm时,8dB以上带宽达8.5GHz以上。 La0.8Sr0.2Mn1-x(B)xO3(B为Fe、Co、Ni,x=0.12,0.14)样品损耗角正切及微波吸收特性曲线都有“阶跃式变化”发生,这种变化与Fe对Mn3+-O-Mn4+之间的作用有关,在发生“阶跃式变化”之前的吸收峰与Mn3+-O-Mn4+作用有关,损耗是氧化物电子和离子极化形成介电损耗;发生“阶跃式变化”后Mn3+—O—Mn4+磁损耗可能被一定能量的电磁波所激发,并在“阶跃式变化”后占优势。 用微波矢量网络分析仪测试了La0.8Sr0.2Mn0.98FexCo0.0203在2-18GHz微波吸收特性。结果表明:x=0.08,0.10,0.14样品有效微波吸收频段较宽,微波吸收效果好,吸收带宽达到了4GHz以上;当x=0.10,厚度为2.21mm时,吸收峰达到16dB,在频率8-12GHz(即X波段)吸收均大于10dB,吸收带宽4GHz,实现了全波段吸收。 用微波矢量网络分析仪测试了La0.8Sr0.2Mn0.98-xFexNi0.0203在2-18GHz微波吸收特性。结果表明:x=0.10样品微波吸收特性比较好。厚度为1.80mm,2.00mm微波吸收的带宽(-10dB以上)都接近或达到了6GHz以上;其中厚度为1.80mm时,吸收峰达到23dB,在频率12-18GHz(即Ku波段)吸收均大于10dB,吸收带宽6GHz,实现了全波段吸收。 La0.8Sr0.2 Mn1-x(B)xO3(B为Fe/Co、Fe/Ni)样品微波吸收特性曲线都有一个峰,电磁频谱及损耗角正切曲线表明:材料以介电损耗为主,Mn3+-O-Mn4+氧化物电子和离子极化形成介电损耗。
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