硬模板法合成钙钛矿型锰氧化物纳米束及其磁性性能研究

发布时间：2017-08-02 18:05

  本文关键词：硬模板法合成钙钛矿型锰氧化物纳米束及其磁性性能研究

  更多相关文章： 纳米结构 临界行为 磁性性能 相转变

【摘要】：钙钛矿型锰氧化物属强关联电子材料,在已有的实验及理论基础的研究中,双交换作用、Jahn-Teller效应等尽管可以解释一些物理现象,但仍旧存在某些问题难以解决,例如某些特殊的磁相变行为。因此,人们采用统计模型来简单模拟真实的物理系统以描述相变。纳米材料的诞生赋予了钙钛矿型锰氧化物更多的独特的物理化学性能。在本文的研究中,首先通过硬模板法制备钙钛矿型锰氧化物纳米束,其次对其磁性性能进行研究,进而计算临界参数,描述材料的磁性相变临界行为。具体的内容包括:(1)以介孔材料二氧化硅SBA-15为硬模板合成了具有高度有序纳米线排列的纳米束LaMnO_3。研究了煅烧温度、模板孔道结构对产物比表面积的影响及比表面积大小对纳米LaMnO_3材料磁性的影响。在650℃-700℃煅烧温度范围内,随着煅烧温度升高,比表面积有所增加。但当煅烧温度过高至750℃时将会破坏模板的稳定性进而影响产物的结构,比表面积降低。同一煅烧温度700℃下,模板孔径越大,产物比表面积越大。纳米材料LaMnO_3的磁性受到表面及界面不饱和自旋磁矩的影响,产生铁磁性,比表面积越大,不饱和自旋磁矩越多,铁磁性越强。(2)以介孔材料二氧化硅SBA-15为模板合成了具有高度有序纳米线排列的La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3纳米束。通过等温磁化的方法对La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3纳米束的磁性性能及铁磁-顺磁相转变的临界行为进行了研究。结论表明此材料的铁磁-顺磁转变为二级相变,所得相变临界参数β=0.596±0.009,γ=1.131±0.008和δ=2.99±0.05表明材料的磁性相互作用与平均场理论代表的长程有序有一定的偏差。此临界参数满足Widom关系式及尺度方程,但是并不满足磁熵标度律理论。居里温度可确定在Tc≈238 k。将这些特殊的行为归因于纳米尺寸效应及表面效应对La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3纳米束的磁相转变及磁熵产生了重要的作用。(3)以介孔材料二氧化硅SBA-15为模板合成了具有高度有序纳米线排列的La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3纳米束。通过临界等温磁化分析的方法研究了La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3纳米束铁磁-顺磁转变的临界行为。在低外场范围0-8 KOe下,通过修正的Arrott图获得了临界参数β=0.93,γ=2.25,并判断居里温度在Tc≈328 K。所获得临界参数满足Widom关系式及尺度方程,但是并不满足磁熵标度律理论。在本系统中,计算所得临界参数与以往研究的理论模型中临界参数有极大地差异。将这种现象归因于纳米材料特有的纳米尺寸及表面效应对材料磁性性能的影响。
【关键词】：纳米结构 临界行为 磁性性能 相转变
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 1 绪论15-34
• 1.1 引言15
• 1.2 磁性纳米材料简介15-16
• 1.3 介孔材料简介16-19
• 1.4 钙钛矿型锰氧化物的研究现状19-22
• 1.5 钙钛矿型锰氧化物的物理性质22-32
• 1.5.1 钙钛矿型锰氧化物晶体结构22-24
• 1.5.2 钙钛矿型锰氧化物电子结构与理论机制24-26
• 1.5.3 钙钛矿型锰氧化物磁结构26-27
• 1.5.4 钙钛矿型锰氧化物电荷有序态27-28
• 1.5.5 相变理论模型28-32
• 1.6 本论文的研究内容和意义32-34
• 2 论文所用试剂仪器及表征手段34-38
• 2.1 实验原料试剂34-35
• 2.2 仪器设备35
• 2.3 产物表征35-38
• 2.3.1 X射线衍射分析仪 (XRD)35-36
• 2.3.2 氮气物理吸附脱附分析36-37
• 2.3.3 透射电子显微镜 (TEM)37
• 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)37
• 2.3.5 超导量子干涉仪(SQUID)37-38
• 3 硬模板法合成LaMnO_3纳米束及其磁性性能研究38-47
• 3.1 引言38
• 3.2 样品的制备38-39
• 3.3 实验结果与讨论39-45
• 3.3.1 硬模板SBA-15 的结构分析39-40
• 3.3.2 纳米束LaMnO_3的结构分析40-43
• 3.3.3 纳米束LaMnO_3的磁性能分析43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 4 硬模板法合成La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3纳米束及其磁性性能研究47-56
• 4.1 引言47-48
• 4.2 样品的制备48
• 4.3 实验结果与讨论48-55
• 4.3.1 纳米束La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3的结构分析48-49
• 4.3.2 纳米束La_(0.5)Ca_(0.5)MnO_3的磁性能及磁相变行为分析49-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 硬模板法合成La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3纳米束及其磁性性能研究56-67
• 5.1 引言56-57
• 5.2 样品的制备57
• 5.3 实验结果与讨论57-65
• 5.3.1 纳米束La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3的结构分析57-58
• 5.3.2 纳米束La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3的磁性能及磁相变行为分析58-65
• 5.4 本章小结65-67
• 6 结论与展望67-68
• 6.1 结论67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-77
• 作者简历77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马晓瑜;李燕;王欢龙;张建旗;;钙钛矿储氧材料的制备与表征[J];内蒙古科技大学学报;2012年04期

2 赵梅瑜;;钙钛矿型材料的合成与物性[J];无机材料学报;1975年03期

3 王其武,林培琰,戎晶芳,肖玉洁,单绍纯;钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂净化内燃机尾气试验[J];催化学报;1980年02期

4 张保柱;;钙钛矿型锂快离子导体的研究进展与展望[J];晋中学院学报;2007年03期

5 陈永华,楼辉,马福泰;钙钛矿型稀土锰酸盐的制备及催化性能的初步研究[J];高等学校化学学报;1986年09期

6 赵福厚,路彩云,李琬;稀土钙钛矿型催化剂对吡啶的脱臭作用[J];环境化学;1987年04期

7 柴春霞;杨晓通;郭曼;陈闯;田林昕;白灿亮;彭鹏;;钙钛矿掺杂镧系金属氧化物催化剂的研究进展[J];周口师范学院学报;2014年02期

8 张雪峰;李会容;;应力对钙钛矿型锰酸盐化合物影响的研究进展[J];电子元件与材料;2008年06期

9 张晓菲;郭娟娟;;钙钛矿型催化剂的研究进展[J];赤峰学院学报(自然科学版);2010年10期

10 郭绪民;钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂[J];稀土;1986年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张慧敏;胡瑞生;白雅琴;蔡丽;苏海全;;单双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂制备方法及应用进展[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（上）[C];2009年

2 刘晓娟;黄碧纯;付名利;叶代启;吴军良;齐少英;张栖;梁红;;载体浸渍改性对钙钛矿型催化剂催化碳烟燃烧性能的影响[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

3 张焕;薛冬峰;;ABO_3钙钛矿型化合物的结构稳定性和形成性规律[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

4 桑丽霞;刘宇;胥利先;李群伟;马重芳;;纳米钙钛矿型LaFe1-xCuxO3光催化分解水制氢性能研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

5 宋锐;杨铭;袁宏明;冯守华;;B位掺杂Fe的钙钛矿型锰酸盐的水热合成[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年

6 郝郑平;刘志明;沈迪新;;钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂用于柴油车排放碳颗粒物的研究[A];2001’全国机动车排气和工业废气催化治理学术研讨会论文集[C];2001年

7 张鹏;金万勤;范益群;徐南平;时钧;;钙钛矿型混合导体透氧膜用于CO_2高温分解反应的研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

8 燕克兰;范润华;史志成;;钙钛矿型锰氧化物La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的高频电磁性能研究[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

9 刘凤祥;高志明;;钙钛矿型La_xFeO_(3+d)催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会：无机化学[C];2014年

10 陈思;胡瑞生;徐娜;贾海霞;王军虎;张涛;;双层钙钛矿型光催化剂La_2FeBO_6(B=Mn,Co,Zn)的穆斯堡尔谱研究[A];第十一届全国穆斯堡尔谱学会议论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王建强;钙钛矿型钽（铌）酸盐纳米光催化剂的制备及性能研究[D];北京理工大学;2015年

2 董豪鹏;有机无机杂化钙钛矿成膜前的界面修饰及其器件光伏特性[D];清华大学;2015年

3 李娜娜;钙钛矿型与双钙钛矿型氧化物的电磁特性及其高压研究[D];吉林大学;2014年

4 杨铭;掺杂的钙钛矿型锰酸盐的水热合成与性质表征[D];吉林大学;2010年

5 董忠平;掺杂钙钛矿型锰酸盐的合成与性质表征[D];吉林大学;2010年

6 杨新建;钙钛矿型铁电材料电子结构及物理性质研究[D];中国石油大学;2009年

7 张刚华;钙钛矿型锰基、铁基氧化物的水热合成及其电磁性质[D];吉林大学;2009年

8 常海波;钙钛矿型铌酸盐的水热合成及表征[D];吉林大学;2012年

9 孙萌萌;钙钛矿型催化剂光化学活性与其稳定性及与SiO_2质材料的复合[D];吉林大学;2011年

10 杨秋华;纳米钙钛矿型ABO_3复合氧化物的光催化氧化还原活性[D];天津大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 蔚倩倩;杂化钙钛矿材料的发光性能及其MIS结构发光器件研究[D];浙江大学;2016年

2 贾晓瑞;金属氧化物阴极缓冲层材料的合成及在钙钛矿太阳能电池中的应用[D];太原理工大学;2016年

3 朱梦雅;YLaAlO_3钙钛矿型氧化物薄膜的二次谐波效应研究[D];南京大学;2016年

4 罗玉丹;钙钛矿太阳能电池背电极和阻挡层的制备及性能研究[D];华东师范大学;2016年

5 关英翔;大面积钙钛矿型太阳能电池及组件制作工艺[D];北京信息科技大学;2015年

6 田旭;钙钛矿型LaMnO_(3+δ)的制备、掺杂及其CO催化氧化性能研究[D];广东工业大学;2016年

7 袁大星;高性能有机—无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究[D];苏州大学;2016年

8 李亚辉;探究自制钙钛矿LaNi_xY_(1-x)O_3催化剂电极降解全氟辛酸废水[D];山东大学;2016年

9 王美娟;基于氧化锌电子传输层的钙钛矿太阳能电池研究[D];电子科技大学;2016年

10 李诗豪;钙钛矿型有机铅卤化合物材料制备及其光电性能研究[D];北京化工大学;2016年

，

本文编号：610534