复杂锰氧化物薄膜磁性及输运性质的研究

发布时间：2018-06-20 10:59

  本文选题：复杂锰氧化物 + 物性调控　； 参考：《河北师范大学》2016年博士论文

【摘要】：在复杂强关联体系中材料的各种物理特性之间存在很强的耦合作用。材料的磁性、电荷以及晶格结构等各种序结构之间紧密关联在一起,当一个参量改变时其它的参量也会随之改变,这样我们拥有了更多的自由度来调控材料的各种特性。各种物性之间的相互调控对于材料在多功能器件中的应用是必不可少的。在自旋、电荷、晶格、轨道等相互作用构成的复杂锰氧化物强关联体系中,各类量子序的竞争使其表现出奇特的宏观物性,如庞磁阻、巨磁阻、磁熵变、多铁性等。这使得复杂锰氧化物成为凝聚态物理的研究热点,并且有望成为微电子和信息产业新的突破口。然而这些量子序之间的相互作用是如何影响体系的宏观性质的,目前尚未很好的理解。在复杂锰氧化物中不同量子序拥有的特征长度不同,通过对材料结构的设计及空间尺度的控制可以使得材料逐渐接近各种序结构的特征长度,不同的量子序参数会在体系达到特征长度时受到最大程度的影响,相应的宏观物性也会有更明显的变化。因此,降低材料的维度与尺度会使得各种序参量之间的耦合作用变得更强。相对而言,薄膜材料往往比块体材料中具有更强的耦合作用,而且薄膜材料更有利于器件的高密度集成。由于薄膜材料往往是外延生长在各种衬底上的,所以衬底对薄膜物性的影响是一个十分重要的研究课题,而在衬底对外延薄膜影响的各种因素中外延应力是一个主要因素。在影响薄膜材料物性的诸多因素中电流是另一个重要因素。基于以上问题,本文就晶格应力对La5/8Ca3/8Mn O3薄膜材料以及电流对(La2/3Pr1/3)5/8Ca3/8Mn O3薄膜材料物性的影响做了系统研究。以下是本文的主要研究内容:1、采用不同衬底,利用衬底晶格常数的失配来调控外延薄膜应力是研究应力的重要手段。本文也将采用这一手段来研究应力对La5/8Ca3/8Mn O3外延薄膜磁性及输运性质的影响。在La Al O3、Sr La Ga O4、(110)Nd Ga O3、(La,Sr)(Al,Ti)O3、Sr Ti O3衬底上制备了外延LCMO薄膜,观测到了外延应力对薄膜磁性、电输运以及MR效应的影响。2、在Ba Ti O3衬底上外延生长不同厚度的La5/8Ca3/8Mn O3薄膜,研究外延应力在不同厚度薄膜中的传递情况以及对薄膜各种物性的影响,观测到了不同的应力传递对薄膜的磁矩以及电阻率有不同的影响。利用栅压调控BTO的结构使应力发生改变进而调节外延薄膜的物性,在改变栅压的过程中发现了外延LCMO薄膜电阻率的明显变化。3、为更加直观的观察应力变化对La5/8Ca3/8Mn O3薄膜磁性及输运性质的影响,本文利用电场诱导不同晶向的BTO衬底来调控应力,观察到了不同晶向BTO结构相变过程中La5/8Ca3/8Mn O3纳米薄膜磁性及输运性质的奇特现象。4、为了研究不同电流密度对(La2/3Pr1/3)5/8Ca3/8Mn O3薄膜物性的影响,在不同电流密度下测量了LPCMO薄膜的电阻率,观察到了电流密度对样品电阻率的巨大影响。通过测量不同电流下样品的宏观磁性及微观磁畴结构,首次直观揭示了样品中CER效应的内在机制。
[Abstract]:In this paper , the influence of various kinds of quantum order on the physical properties of La5 / 8Ca3 / 8Mn O3 thin film and its influence on the physical properties of La2 / 3Pr1 / 3 / 5 / 8Ca3 / 8Mn O3 films have been studied . In order to study the effects of different current densities on the properties of La5 / 8Ca3 / 8Mn O3 films , the effect of different current densities on the properties of La5 / 8Ca3 / 8Mn O3 films was observed .
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O484.43

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本文编号：2044030