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.     

锰氧化物的结构

锰氧化物具有的超大(巨)磁电阻效应在磁存储和磁传感等领域极具潜在的应用价值,同时也由于这类钙钛矿型锰氧化物蕴涵着丰富的物理现象和物理问题,锰氧化合物引起了广大科研工作者的浓厚兴趣,弄清锰氧化物的结构特征对探讨其物理性质至关重要.     

巨磁电阻效应

重点综述了磁性多层膜、颗粒膜、钙钛矿型氧化物及铁磁薄膜隧道结等几种不同结构类型的巨磁电阻效应的研究现状及其进展情况,并简述了巨磁电阻的物理机制及磁传感器、随机存储器和高密度读出头等几方面的应用,还涉及到了制备这些巨磁电阻材料的常用方法,并列举了10种不同组分的巨磁电阻材料,还说明了特大磁电阻和巨磁电阻的不同。     

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.     

南京大学国家杰出青年科学基金获得者介绍

刘俊明　教授　　刘俊明博士 196 4年12月出生于湖北大冶县 ,l989年底毕业于西北工业大学 ,获得工学博士学位 ,后来南京大学师承闵乃本院士从事博士后研究。现系南京大学物理系教授 ,固体微结构物理国家实验室副主任。近年来主要从事介电体物理和钙钛矿氧化物物理学方面研究工作 ,1997年获得“国家杰出青年基金”并先后参与和主持承担了国家自然科学基金重大与一般项目、国家“973”项目等多项课题 ,在铁电压电薄膜制备及相关物理效应、非线性光学薄膜制备、集成铁电学与微电力系统原型器件、庞磁电阻锰氧化物薄膜制备及低场磁电阻增强、自…     

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).     

LaMnO3不同晶位掺杂的磁电阻效应

基于研究钙钛矿型氧化物磁电阻效应的目的,采用固相反应法制备了实验所需的单相多晶样品,主要就La位二价金属离子掺杂和稀土互掺及Mn位掺杂对LaMnO3磁电阻影响的实验结果作比较研究,发现La位稀土互掺对磁电阻的影响可以用晶格效应来解释,并明确指出La位和Mn位掺杂是提高和调制钙钛矿型锰氧化物超大磁电阻效应的一种有效途径.     

多层薄膜的巨磁电阻效应及其应用

本文介绍了多层薄膜的巨磁电阻效应。由铁磁材料与非磁材料相间构成的厚度在几纳米的多层膜超晶格结构,具有特殊的磁电效应,在磁场作用下呈现电阻剧烈下降现象,即所谓巨磁电阻效应。该效应在硬盘磁头读出器、弱磁探测等方面具有广泛应用价值。     

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La_0.55Eu_0.1Sr_0.15Na_0.2MnO₃, 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).      

巨磁电阻效应简述及其应用

巨磁电阻效应是近年来磁电阻领域的一项重要的发现,发展了将近二十多年。许多新型的磁电子器件因此应运而生,并对产业和经济产生了巨大的影响。文章简单介绍了巨磁电阻效应的发展和基本原理,并重点介绍了巨磁电阻效应在四个方面的主要应用。     

巨磁电阻材料及应用

介绍了什么是巨磁电阻效应,以及由此获得的一种新型功能材料—巨磁电阻材料;巨磁电阻材料的不同类型,描述了其特性;此外还介绍了用于计算机硬磁盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储器的最新应用和开发,指出巨磁电阻材料在传感器等方面的应用也令人瞩目,有着广阔的市场前景.     

铁磁共振下磁各向异性材料的负折射特性研究

利用Landau-Lifshitz-Gilbert模型理论计算了铁磁共振条件下天然材料锰钙钛矿薄膜的张量磁导率,发现铁磁共振能够获得负的磁导率,而锰钙钛矿材料特有的庞磁电阻效应可以得到负的介电常数,这使得负折射率成为可能.结合麦克斯韦方程组,分析了铁磁共振时材料的微波传播特性.研究结果表明,在外磁场下天然锰钙钛矿材料不仅可以获得负折射率,更重要的是负折射的工作频率受到了外磁场强弱的调制,材料具备了可调谐特性.     

巨磁电阻材料及应用

介绍了什么是巨磁电阻效应，以及由此获得的一种新型功能材料——巨磁电阻材料：巨磁电阻材料的不同类型，描述了其特性；此外还介绍了用于计算机硬磁盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储器的最新应用和开发，指出巨磁电阻材料在传感器等方面的应用也令人瞩目，有着广阔的市场前景。     

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．     

磁致电阻效应的最新研究进展及其在信息存储领域的应用

介绍了磁致电阻效应在信息存储领域的研究现状和发展趋势,总结了巨磁电阻效应、隧道巨磁电阻效应以及自旋传输矩效应的理论模型,分析了这些磁致电阻效应的物理机制。     

小世界网络中的相分离和超大磁电阻效应

由于自旋、轨道、电荷和晶格的关联作用,具有超大磁电阻效应的锰氧化物表现出自发的相分离特征和复杂网络的输运特性.小世界网络是介于规则网络与无规网络之间的一种新的网络构形,它能够很好地描述锰氧化物的相分离特征.我们运用蒙特卡罗方法研究了基于小世界网络的一维伊辛自旋链中的磁输运性质,发现小世界关联会导致自发的长程序.随着小世界长程作用的增强,铁磁相的区域扩大,同时体系的磁性相变温度升高.相应的电阻网络模拟显示,在铁磁—顺磁转变温度附近,磁电阻效应有了很大的提高,很好地解释了锰氧化物中的相分离现象与超大磁电阻效应.     

La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3薄膜的外延性及其巨磁电阻效应

利用直流溅射法在(001)LaAIO_3基片上生长了外延的La_(I--x)Sr_xMnO_3(x=0.33)薄膜,薄膜为立方晶系的钙钛矿氧化物,晶格常数为a=39.2nm测量了薄膜在零场和外加场中的电阻率和磁阻随温度的变化。随着基片温度的升高。磁阻值在减少;电阻率峰位向高温区移动;溅射温度为650℃的样品磁阻效应最大,磁电阻效应约达30％。     

磁性金属多层膜的新颖特性-巨磁电阻效应

介绍了磁性金属多层膜中巨磁电阻效应的发现过程、特点和成因，并展望了巨磁电阻材料的应用前景。     

La Ag MnO 多晶非均匀颗粒系统的巨磁电阻效应

采用固相烧结法制备了名义成分为La Ag MnO(0≤x≤0.50)的大块多晶样品,并且首次研究了它们的巨磁电阻效应。分析表明：当x≤0.25时,样品基本上由单一的钙钛矿结构相组成;当x＞0.25时样品明显由两相组成,钙钛矿结构相和富Ag合金相。它们组成了一个非均匀的颗粒系统。在x=0.30时,具有高达25.5％的巨磁电阻效应。非均匀颗粒系统呈现的磁电阻效应与电子在两相颗粒界面的自旋相关散射有关。     

M-M型纳米颗粒膜的巨磁电阻效应

探讨了M-M型纳米颗粒膜巨磁电阻效应的物理机制，指出了影响颗粒膜巨磁电阻效应的因素，推导出M-M型纳米颗粒膜巨磁电阻效应的计算公式。