钕、锆共掺杂La 0.67 Ca 0.33 MnO 3 薄膜的制备及磁电阻性能研究

发布时间：2023-09-02 09:55

　　钙钛矿型锰氧化物La0.67Ca0.33MnO3(LCMO)具有巨磁电阻效应。在高密度存储器、磁随机存储和磁传感器等方面有巨的应用潜力.本文针对LCMO薄膜磁电阻效应弱、所需外加磁场高(H≥5T)等实际问题。通过掺杂、外延两种方式。采用溶胶-凝胶法制备LCMO薄膜,系统地研究Nd3+、Zr4+离子共掺杂对其结构形貌及磁电阻效应的影响,并揭示掺杂机理。主要研究工作如下:首先制备了La0.67-xNdxCa0.33MnO3(x=0,0.15,0.25,0.35,0.40)薄膜,结果表明,Nd3+取代部分La3+会引起晶格畸变,Mn3+-O2--Mn4+的夹角随A位离子半径减小而逐渐变小,外磁场下,相邻锰离子3d轨道电子自旋取向趋于一致.eg电子跃迁几率增加,电阻降低,同时掺杂Nd3+会导致样品晶粒心寸减小。晶界增多。在外磁场作用下,晶界处载流子散射减弱且晶粒间自旋极化隧空几率增大,磁电阻效应增强。当Nd3+掺杂量x=0.35时,在1T和3T的磁场中,磁电阻变化率分别为24.8%和78.5%,约为未掺杂Nd3+样品的2.1倍和2.3倍。为进一步增强磁电阻效应,制备了La0.32Nd0.35C...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 前言
    1.1 钙钛矿型锰氧化物的晶体结构
        1.1.1 MnO₆八面体的畸变
        1.1.2 外延体系中的MnO₆八面体畸变
    1.2 钙钛矿型锰氧化物的相关理论及物理性质
        1.2.1 Jahn-Teller效应
        1.2.2 双交换理论
        1.2.3 电输运性质
        1.2.4 磁电阻效应
    1.3 磁电阻效应的机理
    1.4 LCMO薄膜的应用
    1.5 LCMO材料的研究现状
        1.5.1 掺杂
        1.5.2 外延生长
    1.6 本文研究的主要目的及意义
    1.7 本文研究的主要内容
2 实验方案及实验条件
    2.1 实验路线
    2.2 溶胶的配制
    2.3 实验原料及设备
    2.4 材料分析设备
3 Nd³⁺掺杂LCMO薄膜的制备及性能研究
    3.1 La_0.67-xNd_xCa_0.33MnO₃薄膜的制备
    3.2 结果分析
        3.2.1 XRD分分析
        3.2.2 Raman 分析
        3.2.3 XPS分析
        3.2.4 SEM分析
        3.2.5 电学性能分析
        3.2.6 磁学性能分析
    3.3 小结
4 Nd³⁺、Zr⁴⁺共掺杂LCMO薄膜的制备及性能研究
    4.1 La_0.32Nd_0.35Ca_0.33Mn_1-yZr_yO₃薄膜的制备及电学性能研究
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 Raman分析
        4.1.3 SEM分析
        4.1.4 电学性能分析
    4.2 La_0.52Nd_0.15Ca_0.33Mn_1-yZr_yO₃薄膜的制备及磁学性能研究
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 Raman分析
        4.2.3 XPS分析
        4.2.4 SEM分析
        4.2.5 磁学性能分析
    4.3 小结
5 Nd³⁺、Zr⁴⁺共掺杂LCMO外延薄膜的制备及性能研究
    5.1 La_0.67-xNd_xCa_0.33MnO₃外延薄膜的制备及性能分析
    5.2 La_0.3aNd_0.35Ca_0.33Mn_0.95Zr_0.05O₃外延薄膜的电学性能研究
        5.2.1 XRD分析
        5.2.2 电学性能分析
    5.3 La_0.52Nd_0.15Ca_0.33Mn_0.97Zr_0.03O₃外延薄膜的磁学性能研究
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 磁学性能分析
    5.4 小结
6 结论
致谢
参考文献
作者在攻读硕士期间参与发表的论文



本文编号：3844977