钴基和锰基钙钛矿氧化物的磁性和输运性分析

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1、中国科学技术大学博士学位论文摘要(abstract)详细论文摘要对钙钛矿结构的过渡金属氧化物的研究始于五六十年代。近十年来对该体系研究的复兴，卜要是由于高温超导氧化物和CMR效应的发现。我们知道，磁阻效应在工业上具有重要的应用价值，例如磁记录的读磁头，磁传感器等。更重要的是，在物理学基础研究上，这类强关联体系表现出丰富的物理内容，激发着人们去探索。从早期高温超导铜氧化物的研究热湖中，人们已经发展了对这类材料的很多知识，如样品制备，以及结构，电磁性质的广泛理解，特别是可以通过成分的改变来方便地对这类材料进行电子转移以及能带填充的控制，这无疑

2、极大地促进了对CMR材料的快速而深入的研究。通过载流子掺杂，特别是锰氧化物体系表现出许多有趣的现象，如金属一绝缘体转变，铁磁一反铁磁相变，电荷有序，相分离，以及各种相互作用竞争的复杂效应等。本论文也尝试着在钻氧和锰氧钙钛矿体系，通过掺杂来获得对该体系的理解。整个论文分为四章。第一章综述了磁电阻效应的历史与发展。首先简要介绍了各种具有磁电阻效应的材料及特点，然后重点对CMR锰氧化物和钴氧化物的物理性质作了详细的介绍，其中包括晶体结构，磁结构，电子结构，输运行为，电荷有序态，相分离现象，以及各种相互作用的理论模型介绍，等等。第二二章我们研究了

3、L‰。，Sr。，CoO，的La位引入具有较大离子磁矩的G矿对该系统的影响，主要是磁性和电阻所表现出的一些有趣的变化，发现其磁行为与Mn基化合物相比表现出截然不同的效果。在Mn基化合物中随着Gd的逐渐掺八，体系先由长程铁磁变为团簇玻璃，然后对于掺杂量较高的样品，体系在低温下呈现反铁磁特征；对于Co基化合物，随着Gd离子的引入，反而在低温下磁化强度出现快速上升的行为。Mn基化合物的反铁磁行为，被认为是由于Gd次格子和Mn次格子反铁磁耦合作用造成的。而在Co基化合物中，我们通过布掣渊函数拟和得出结论，认为磁化强度低温F快速上升的行为归因j-．G

4、d中国科学技术大学博士学位论文摘要(abstruct)离子的顺磁性贡献，Gd离子与Co离子之间不存在磁耦合或者耦合很弱，这是由于Co离子具有S=0的自旋态所决定的。第三章我们在L‰，Ca。，MnO，这个电荷有序化合物里通过Mn位引入非磁的四价Ti离子，结合宏观和微观(ESR)的磁性测量对掺杂引起的电荷有序态的破坏和演化作了研究。对于Lao；Cao，MnO，体系，我们知道从高温到低温，先出现铁磁相变，然后出现CO相变，紧接着发生反铁磁转变。我们发现在该体系掺入极少量的Ti立即造成CO相的融化，并伴随着铁磁性以及金属绝缘体转变的出现，而进一步

5、的掺杂，则导致电阻增大，磁性减弱。对于这-一CO相体系以及其掺杂融化过程，我们通过ESR手段观察到了AFM(CO)一FM—PM多相共存的现象。第四章首先介绍了母体化合物LaMnO，+占的性质，然后主要讨论了Fe和Zn在其B位掺杂的结果，最后综述了各种离子如cr，Fe，co，Ni，Cu，Zn等，在LaMnO，的Mn位替代的结果，并讨论了可能存在的相互作用。Zn：一的掺入造成Mn4+的出现，因此可以产生双交换作用，但同时又造成MnO√＼面体的额外畸变，从而影响了输运行为。对于Fe离子掺杂，我们通过穆谱判断Fe是三价态；基于x射线谱，红外和Tc

6、相关的磁阻效应的实验结果，以及ESR出现的奇异结果，并根据Fe3+具有与Mn”相似电子配置的事实，我们提出Fe3+处于中间自旋态并和Mn3+之间存在双交换作用的可能性。Ⅱ中国科学技术大学博士学位论文摘要(abstract)论文摘要对钙钛矿结构的过渡金属氧化物的研究始于五六十年代。近十年来对该体系研究的复兴，主要是由于高温超导氧化物和CMR效应的发现。我们知道，磁阻效应在工业上具有重要的应用价值，例如磁记录的读磁头，磁传感器等。更重要的是，在物理学基础研究上，这类强关联体系表现出丰富的物理内容，激发着人们去探索。从早期高温超导铜氧化物的研究

7、热潮中，人们已经发展了对这类材料的很多知识，如样品制备，以及结构，电磁性质的广泛理解，特别是可以通过成分的改变来方便地对这类材料进行电子转移以及能带填充的控制，这无疑极大地促进了对CMR材料的快速而深入的研究。通过载流子掺杂，特别是锰氧化物体系表现出许多有趣的现象，如金属一绝缘体转变，铁磁一反铁磁相变，电荷有序，相分离，以及各种相互作用竞争的复杂效应等。本论文也尝试着在钴氧和锰氧钙钛矿体系，通过掺杂来获得对该体系的理解。整个论文分为四章。第一章综述了磁电阻效应的历史与发展。首先简要介绍了各种具有磁电阻效应材料，然后重点对CMR锰氧化物和钴

8、氧化物的物理性质作了详细的介绍。第二章我们研究了La067Sro33C003的La位引入具有较大离子磁矩的Gd¨对该系统的影响，主要是磁性和电阻所表现出的一些有趣的变化。第三章我们在La0．5