Ba2FeMoO6-xFx与La0.67Sr0.33MnO3-xFx的结构与性能研究

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磁电阻效应是钙钛矿磁性材料研究的主要性能之一。掺杂是材料改性的一种有效方法。近几年混合卤化物钙钛矿太阳能电池的改性研究,以及一些具有双钙钛矿结构的Ba2CaNbO5.5、Ba2InO5(类钙钛矿)电学传输性能改良的研究均通过氧位掺杂F-离子来实现。很少有研究者对钙钛矿和双钙钛矿的氧位进行F-离子掺杂,以及对其结构、磁学以及电学方面进行理论性研究。本文使用高温固相法制备了Ba2FeMoO6-xFx及La0.67Sr0.33MnO3-x-x Fx系列样品,研究其结构及电磁性质。Ba2FeMoO6-xF系列样品均属于立方晶系,空间群为Fm-3m。由于F-离子掺入,部分B位离子的氧化数减小,因此随着掺氟量的增加,晶胞体积整体呈现出增大的趋势。样品的有序度随着掺氟量的上升,先减小后增加。通过样品的磁性分析,所有样品在测量温度范围内表现为铁磁性,样品的磁转变温度(TC)随着掺F量的增加而减小,TC的变化范围为316 K343 K。通过电学分析,该系列所有样品均具有负磁阻效应。La0.67Sr0.33MnO3-xFx列样品均属于三方晶系,空间群为R-3c,整体上随着掺氟量的增加晶胞体积增大。通过磁性分析,该系列样品均为铁磁性材料,掺入F-离子后,样品的磁化强度减小,磁转变温度(TC)向低温区移动,该现象是由于双交换作用减弱导致电子宽带减小的结果。所有样品均表现出负磁阻效应,室温下x=0.15样品的磁电阻变化率最大。经电学分析,x=0、x=0.05、x=0.10的样品的(ρ-T曲线)出现了金属向半导体的转变(Tp),x=0.15与x=0.2样品的(ρ-T曲线)出现了两个峰,其中金属向半导体转变所对应的温度值为(Tp1),另一个为(Tp2),加外磁场后所有样品的Tp值明显向高温移动。该系列样品的电阻率随着掺氟量的增加整体表现为先减小后增加的趋势,可能是由于氧空位存在而导致电阻率随掺杂量的变化不具有单调性,未掺杂F-离子的样品可能因存在氧空位,导致阻率增大;而掺杂F-离子的样品,可能因存在氧空位,而导致氧离子电导率增加即样品的电阻率减小。该系列样品半导体部分的导电模型,均为小极化子绝热跃迁导电模型。而金属部分的电运输性能比较复杂,符合多种导电机制。
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