2013-09 封面图片说明——稀土锰氧化物掺杂材料的电磁特性

 钙钛矿型化合物具有十分重要的铁电压电、高温超导、光子非线性、庞磁电阻、磁致冷和催化等性质.在庞磁电阻材料研究中,具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物材料是数十年来凝聚态物理研究的重要领域.由于其载流子自旋极化率接近100%,且在铁磁转变居里温度附近表现出庞磁电阻效应引起人们的广泛兴趣,而镧系稀土锰氧化物更是备受关注.研究发现,多晶锰氧化物在较低磁场下仍然能够表现出较好的低场磁电阻效应.近年来,发展前景良好的磁致冷工质材料,钙钛矿结构稀土锰氧化物的磁卡效应研究再次引起广泛关注.大部分稀土元素的磁矩都很高,有利于产生大的磁熵变,但居里温度偏低.人们普遍认为,利用掺杂使锰氧化物的居里温度接近理想值,同时又保持其具有大的磁熵变这一特点,有可能取得新的突破.     

La0.55Eu0.1Sr0.15Na0.2MnO3的制备及其磁性

采用溶胶-凝胶方法制备钙钛矿型稀土锰氧化物La0.55Eu0.1Sr0.15Na0.2MnO3, 利用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和磁性测量系统(MPMS)对样品的结构、居里温度、磁卡效应和磁电阻效应进行研究. 结果表明, 样品具有单相六角钙钛矿结构, 居里温度为310 K, 磁电阻变化率为11.18%, 最大磁熵变为1.45 J/(kg·K).     

Cr掺杂对La0.67Ca0.33MnO3物性的影响

本文研究了Cr掺杂对La0.67Ca0.33MnO3物性的影响。探讨了Cr掺杂对晶体结构的影响、Cr掺杂对磁场的影响、Cr掺杂导致的反常电阻和磁电阻行为，以及Cr掺杂对La0.67Ca0.33MnO3极化子输运的影响。有新的发现：实验结果显示了特殊的双峰CMR行为，而且CMR效应的温区被极大地拓宽，从低温区直至室温以上，说明Mn位的Cr掺杂是调节CMR效应的有效方法。     

巨磁电阻材料La_(0.7)Ba_(0.3)Fe_xMn_(1-x)O_3的研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了La0.7Ba0.3FexMn1-xO3化合物．研究了Fe掺杂对La－Ba－Mn－O体系的磁性、导电性和磁电阻效应的影响．     

钙钛矿锰氧化物薄膜材料巨磁电阻效应的研究进展

本文简单介绍了巨磁电阻效应的基本原理,重点介绍了钙钛矿锰氧化物薄膜的巨磁电阻效应的研究现状,指出了钙钛矿锰氧化物薄膜磁电阻效应的潜在应用市场及亟待解决的问题。     

层状钙钛矿巨磁阻材料La_(1.2-x)Nd_xSr_(1.8)Mn_2O_7的微结构研究

利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)及高分辨电子显微镜(HREM)研究了层状巨磁电阻材料La1.2-xNdxSr1.8Mn2O7(x=0.2)的显微结构.研究结果表明,Nd掺杂氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7仍具有四方对称性,即掺杂Nd没有改变原有的晶体结构.通过HREM观察发现,Nd掺杂氧化物La1.2Sr1.8Mn2O7含有较多的缺陷,其中包括与其他RP相形成的共生结构、(101)剪切结构以及一些比较复杂的缺陷结构.     

钙钛矿锰氧化物薄膜应变效应的研究进展

钙钛矿锰氧化物薄膜具有庞磁电阻效应和较大的自旋极化率.对其进行深入研究,将有益于促进自旋电子学器件的发展.在对钙钛矿锰氧化物薄膜研究进行总结回顾的基础上,概述了晶格失配、应力和晶格弛豫之间的关系,介绍了应力效应对钙钛矿锰氧化物薄膜的磁电耦合效应、相分离等物理性质的影响,发现薄膜与衬底间的失配应力和薄膜厚度变化引起的应力弛豫是影响薄膜行为的主要因素.研究同时发现,针对钙钛矿锰氧化物薄膜应变效应的界面结构设计、磁电耦合的微观物理机制、器件应用等方面的研究将成为今后的研究热点.     

Nd掺杂对La_(0.7-x)Nd_xSr_(0.3)MnO_3的结构及红外吸收谱和磁学性质的影响

采用固相反应法制备了钙钛矿型氧化物La0.7-xNdxSr0.3MnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.2)多晶样品.X射线衍射(XRD)分析表明,随着钕离子掺杂浓度的增加,晶胞体积逐渐减小.样品表面形貌SEM图像显示,掺杂Nd的多晶样品的晶粒变小,而未掺杂的La0.7Sr0.3MnO3晶粒最大.红外吸收光谱测量显示,样品在574~602 cm-1范围内出现了吸收峰,且吸收峰的位置随掺杂Nd离子浓度的增加向低频方向偏移.样品的磁性质测量表明,掺杂稀土离子的半径及磁矩对La0.7Sr0.3MnO3磁电阻有明显的影响.     

磁场对钙钛矿锰氧化物La0．8MnO3＋δ磁电阻的影响

采用固相烧结法在一定温度下烧结并退火得到钙钛矿锰氧化物La0．8MnO3＋δ大块多晶样品,研究这些样品在不同磁场下的磁电阻效应．结果表明,所有样品不管是否加磁场都存在金属一绝缘体转变,并且都有明显的磁电阻效应,另外磁场的变化对磁电阻效应有显著影响．     

层状钙钛矿锰氧化物(La1.2Sr1.8Mn1.8Co0.2O7)中的光诱导效应

光诱导研究不仅可以帮助弄清Mn基超大磁电阻(Colossal magnetoresist ance, CMR)材料磁电阻效应的物理机理, 还有可能获得一些新的并且技术上有用的效应. 研究了Co掺杂的Mn基层状钙钛矿结构锰氧化物La_1.2Sr_1.8Mn_1.8Co_0.2O₇的激光光诱导效应, 并与Nd掺杂的立方钙钛矿结构Mn基层氧化物(La_0.3Nd_0.7)_2/3Ca_1/3MnO₃中的激光光诱导效应进行了比较.     

颗粒系统稀土掺杂氧化物的磁电阻效应

具有钙钵矿结构的稀土掺杂氧化物具有很强的磁电阻效应，该类材料所显示的复杂的物理现象和可能的应用前景引起人们的很大兴趣。但是其磁转变温度一般低于室温，而且需要很高的外加磁场才能够饱和。为实现室温和低场磁电阻，人们采用多种方法，如制备复合材料或尺寸在纳米量级的多晶体系。本文重点介绍了锰酸盐颗粒体系的结构特点、磁电阻效应以及产生成电阻效应的可能机理。     

Selected multiferroic perovskite oxides containing rare earth and transition metal elements

Multiferroic materials are currently the subject of intensive research worldwide, because of both their fundamental scientific problems and also possible technological applications. Among a number of candidates in the laboratories, compounds consisting of rare earth and transition metal perovskite oxides have very unusual structural and physical properties. In contrast to the so-called type I multiferroics, ferroelectricity may be induced by magnetic ordering or by applying external fields. In this review, the recent progress on the experimental and theoretical studies of some selected type II multiferroics is presented, with a focus on the perovskite oxides containing rare earth and transition metal elements. The rare earth orthoferrite crystals, rare earth titanate strained film, and rare earthbased superlattices are systematically reviewed to provide a broad overview on their promising electric, magnetic, and structural properties. The recent experimental advances in single-crystal growth by optical floating zone method are also presented. First-principles investigations, either supported by experimental results or awaiting for experimental verifications, are shown to offer useful guidance for the future applications of unconventional multiferroics.     

Effects of rare earth elements on the microstructureand properties of magnesium alloy AZ91D

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AZ91D alloy were studied. The different proportion of rare earth elements was added to the AZ91D and the tensile tests were carried out at different temperatures. The experimental results show that at room temperature or at 120℃ the AZ91D's strength decrease with the increasing amount of the rare earth elements. However, the ductility is improved. The influence of 0.14%Sb (mass fraction) on the AZ91D's strength is like that of rare earth elements (0.2%-0.4%) (mass fraction). Microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%) can fine AZ91D's grain and improve its ductility.     

稀土元素的环境生物地球化学研究现状与展望

对稀土元素在工农业上的研究进展及稀土元素与风化成土过程、土壤、水体和植被的研究作了一系列总结,并对稀土元素在上述领域的发展趋势做了简单的说明.随着人类活动对稀土元素研究开发的深入,稀土元素已经日益深刻的影响到人类的生产生活,并引起社会的广大关注.稀土元素示踪技术对土壤坡面侵蚀过程和沉积物来源具有指示作用.稀土元素在古生物事件中起一定作用.地质方面,最新研究表明稀土元素能为找矿提供有益信息,并且在探讨矿产成因与矿产成矿机制等问题上提供了新途径.稀土元素的存在形态是生物利用性和生态环境效应的重要参数.最近国际国内对水中稀土元素已做了广泛研究,河流、湖泊和海洋中稀土分布受水体的化学参量(如PH值、有机质等)和水化学过程影响,含量高低与人类活动直接相关,天然水中稀土元素主要来源于土壤及岩石中稀土的溶出.稀土元素对植被影响表现在不同地区不同植被会有所不同.     

稀土氧化物对粘土质耐火制品性能的影响

本文通过SEM扫描电镜及晶相微区分析探讨了稀土氧化物对粘土质耐火制品性能的影响,研究发现;在粘土质耐火材料制品中加入稀土氧化物后,耐火制品的热震稳定性和荷重软化温度等性能均有所改善,特别是制品的强度、密度提高尤甚。     

双掺杂钙钛矿型复合氧化物La_(0.7)Sr_(0.3)Co_(1-x)M_xO_3的电性能研究

以开发新型激光器阴极材料和固体氧化物燃料电池阴极材料为目的 ,合成一系列钙钛矿型复合氧化物 La0 .7Sr0 .3 Co1- x Mx O3 ( M:过渡族金属元素 ) ,并对 Co位掺杂过渡族元素后样品的高温电阻率和热电动势进行研究 ,发现 Co位掺杂不同元素显著影响材料的电导率和导电类型 ,并对其相应的物理机制进行探讨 .     

采用P507(HEH/EHP)从废FCC催化剂中回收稀土

废FCC催化剂(废石油催化炼化催化剂)中含有2%以上的富La或富Ce稀土,用盐酸浸取后可得到含有稀土元素和非稀土杂质的氯化稀土溶液。研究用P507(2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯,HEH/EHP)从盐酸介质中萃取稀土的工艺方法,考察萃取分离稀土的主要影响因素。试验结果表明:可以从P507-煤油-盐酸体系中有效地萃取出稀土元素,较好地实现稀土元素和非稀土杂质的分离,其较优工艺条件为:萃取剂浓度(P507体积分数)为60%,浸取液pH为2.5,萃取相比为2:1,萃取平衡时间为30 min;负载有机相直接用盐酸进行反萃得到氯化稀土溶液,反萃盐酸浓度为2.0 mol/L,反萃平衡时间为60 min。该方法工艺简单,解决了废FCC催化剂的处理问题,减少对环境的污染,同时也回收稀土金属。     

Simultaneous Determination of Trace Rare Earth Elements and Other Elements in High Purity Terbium Oxide (Tb4O7) by ICP-AES After HPLC Separation Using P507 Resin

This article describes a new method for the simultaneous determination of trace rare earth elements (REEs) and non rare earth elements (NREEs) in high purity terbium oxide by ICP-AES after HPLC separation using P507 resin. The chromatographic separation of the analytes from the matrix using dilute nitric acid as mobile phase was studied. The experimental results showed that a favorable separation of trace metals (Cu and Gd) from the matrix (Tb) can easily be achieved by elution with dilute nitric acid within 25 min. The proposed method was applied to the determination of trace metals (Ca, Cu, Mg, Mn, Ni, Si, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu and Gd) in high purity terbium oxide. The detection limits (DLs) for the analytes ranged from 0.4-4.0 μg\5g-1, and the recoveries are from 78%-105%.     

Trace elemental records of short-lived heating during exhumation of the CCSD eclogites

Trace element compositions of garnet, omphacite and apatite in ultrahigh-pressure eclogites from the main hole of the Chinese Continental Scientific Drilling (CCSD) project were in situ analyzed by the LA-ICP-MS method. Although both garnet and omphacite have homogeneous major element composi-tions, their trace elements show zonations from core to rim in rare earth elements. In particular, middle rare earth elements in the garnet, heavy rare earth elements in the apatite and all rare earth elements in the omphacite increase from core to rim, respectively. Based on dependence of partition coefficients on temperature and pressure in these minerals, we suggest that the trace elemental zonations in these minerals may record a short-lived heating event during exhumation.     

稀土氧化物对高铝质制品二次莫来石化的影响

利用X—ray,SEM扫描电镜及晶相微区分析等方法探讨了稀土氧化物对高铝质耐火制品烧成时莫来石化现象的影响.研究发现,增加稀土氧化物的加入量,可使高铝质制品在烧成过程中的莫来石化程度增加,莫来石晶粒的显微尺寸变短晶粒变粗,从而导致制品的烧成线膨胀性减小,制品密度提高,气孔率下降,改善高铝质耐火制品的各项物理性能.