A、B位掺杂对钙钛矿重稀土锰氧化物的结构与磁性的影响

发布时间：2017-11-08 21:39

  本文关键词：A、B位掺杂对钙钛矿重稀土锰氧化物的结构与磁性的影响

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【摘要】：钙钛矿稀土锰氧化物中存在着许多新奇的物理现象,如金属-绝缘体转变、庞磁电阻效应、巨磁卡效应等,在通讯、机械、电子、化工、家电和航空等领域有着广泛的应用前景,是材料科学以及凝聚态物理研究的热点之一。本文采用溶胶凝胶法制备了Dy Mn1-x Cox O_3,Dy1-x Lux Mn0.7Co0.3O_3,Lu Mn1-x Cox O_3,Lu1-x Lax Mn0.7Co0.3O_3以及Ho1-x Lax Mn0.7Co0.3O_3系列样品。并利用拉曼散射、X射线衍射(XRD)、以及物理性质测量系统(PPMS)等实验手段,系统研究了B位Co掺杂及与A位稀土元素共掺杂对钙钛矿稀土锰氧化物结构与磁性的影响。具体实验研究结果如下:1.对Dy Mn O_3进行B位Co掺杂(掺杂量x￡0.8),样品均保持正交结构Pbnm空间点群晶胞体积随掺杂浓度x增大而减小。在Co掺杂量x?0.2处,掺杂样品发生了反铁磁-铁磁的转变;当Co掺杂量x=0.5时,样品磁性最强;随着x进一步增加,样品磁性逐渐减弱。样品磁性的变化可能来源于Co、Mn离子间的超交换作用和双交换作用的竞争。2.对Dy Mn0.7Co0.3O_3进行A位Lu掺杂(掺杂量x￡0.7),样品均保持正交结构Pbnm空间点群,晶格常数随掺杂量的增加呈减小趋势。样品的居里温度Tc、10K时的磁化强度均随掺杂量x的增大呈减小趋势。居里温度Tc与样品晶胞体积大致呈线性关系,这表明样品的铁磁耦合强度不仅与Co、Mn离子间的双交换作用有关,还与晶格畸变密切相关。3.纯相Lu Mn O_3是六方P63cm相;B位Co掺杂(掺杂量x￡0.4)导致了正交Pbnm相的出现,样品为六方P63cm相与正交Pbnm相的混合相。磁性测量显示六方P63cm相与正交Pbnm相的Lu Mn1-x Cox O_3都是反铁磁相。对Lu Mn0.7Co0.3O_3进行A位La掺杂发现,当La掺杂量x30.2时,样品出现了铁磁性的立方Pm3m相;随着La掺杂量x的增加,六方P63cm相与正交Pbnm相逐渐减少,立方Pm3m相增多,各相的晶格常数也随之变大;当x30.9时,样品完全转变为立方Pm3m相。Lu1-x Lax Mn0.7Co0.3O_3样品的磁性随La掺杂量x的增大而显著增强,这是由于铁磁性的立方Pm3m相增多引起的。4.在Ho1-x Lax Mn0.7Co0.3O_3样品中,当La掺杂量x￡0.2时,样品为正交Pbnm相;当0.3￡x0.8时,样品逐渐由正交Pbnm相转变为立方Pm3m相,各相的晶格常数都随x增大而增大;当x30.8时,样品全部转变为立方Pm3m相。10K时样品的磁化强度5.随La掺杂量x增加近似线性增大,这主要是因为立方立方Pm3m相的磁化强度比正交Pbnm相大。正交相居里温度Tc与其晶胞体积大致成线性关系。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O611.2

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本文编号：1158912