稀土掺杂氧化物的电磁特性及磁电阻效应

本文以具有钙钛矿结构的Mn基稀土掺杂氧化物Lal-xTxMnO3为重点，结合近年来国内外的最新研究成果，概括介绍了这类材料的晶格结构、电磁特性及其电阻效应等，并对其可能的机理进行讨论。     

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。     

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。     

磁电阻效应的研究进展

氧化物巨磁电阻效应在物理研究和磁存储、读写等实验应用方面的重要性,使得对该领域的研究成为当今凝聚态物理学和材料科学学中最前沿的领域之一.     

Dy、Yb掺杂稀土锰氧化物的磁性和电性

在La0.67Ga0.33MnO3中用Dy和Yb对La进行了部分替代，随替代量的增加，材料的居里温度单调下降。掺Dy使峰值电阻迅速增加，而Yb的掺杂对电阻率的影响较小，说明样品的磁性和输运性质受掺杂离子的影响。     

钙钛矿La0.7-xGdxSr0.3MnO3中的庞磁电阻效应

利用固相反应烧结法成功地制备了钙钛矿La0.7-xGdxSr0.3MnO3(x=0.00、0.10、0.15、0. 20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70)多晶样品.研究了样品的微观结构,5K-350K温度范围内的磁性,样品的磁电阻随温度、成分的变化关系,电阻随温度变化特性等.并在x=0.50样品中,磁化强度为6T时,观察到了5000%的庞磁电阻.     

SmSrMnO巨磁电阻材料晶格不稳定性研究

对Ｓｍ２／３Ｓｒ１／３ＭｎＯ３＋δ巨磁电阻材料样品在７７Ｋ至室温范围进行了正电子寿命谱和多普勒展宽谱测量，结果显示，正电子平均寿命τｍ随着温度的降低在２００￣１５０Ｋ温区出现与晶格结构不稳定有关的反常下降，这一过程发生在磁有序起始温度之前；而伴随着绝缘体－金属型转变（１１５Ｋ），多普勒展宽谱参数Ｓ明显增另，表明了电子的离域化。     

La0.67Sr0.33MnO3体系的Mn位铁掺杂效应

采用固相反应方法制备了名义成分为La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.20)的系列样品.通过对La0.67Sr0.33MnO3系列样品的XRD曲线、R—T曲线的测量,研究了Fe掺杂对样品磁电性质的影响.室温下利用正电子湮没技术对样品进行了研究,根据正电子寿命谱参数的变化情况讨论了掺杂样品中缺陷及电子结构的变化.实验结果显示,该系列样品可以忽略氧空位缺陷的影响,样品中位错、微空洞和晶界等缺陷的存在、铁磁与反铁磁作用的相互竞争及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素导致了样品性质的变化.     

(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体中增强的室温磁电阻效应

利用溶胶-凝胶法制备了(La0.7Sr0.3Mn0.3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体材料,并利用X射线衍射和57Fe的穆斯堡尔谱详细研究了其结构和微结构.利用超导量子磁强计测量了样品的磁性.结构和磁性的测量表明(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体由La0.7Sr0.3MnO3和CoFe2O4组成,两相之间没有反应.复合体的电阻率随着CoFe2O4的加入而逐渐升高.在室温条件下5 kOe的磁场下得到了-5%的磁电阻效应,该值比同样品粒大小的纯La0.7Sr0.3MnO3样品的磁电阻效应大一倍.同时也比将非磁性的绝缘势垒如玻璃、CeO2等引入La0.7Sr0.3MnO3的室温磁电阻值大.表明一定量的铁磁性绝缘势垒的引入可以增强类钙钛矿锰氧化物的室温磁电阻效应.     

低温下铁氧体掺杂锰氧化物的磁电阻增强效应

采用溶胶-凝胶法制备了纳米钙钛矿锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3,并同一定量的软磁铁氧体材料制备了复合体,用XRD对复合体系进行了测定,发现在经高温退火后,2种物质仍保持各自结构,两者之间没有发生反应;在200K左右的低温下,体系磁电阻有增强效应。     

Cu低掺杂对La0.7Ca0.3MnO3电阻及磁电阻的影响

用溶胶凝胶法制备了Cu低掺杂的La0.7Ca0.3Mn1-xCuxO3(x=0%,1%,2%,3%,4%,5%)系列多晶材料.采用振动样品磁强计测量了系列样品的热磁曲线并获得了相应的居里温度,实验结果表明居里温度随着Cu掺杂量的增加而减少.在77~350 K温度范围内测量了样品的电阻和磁电阻,结果表明样品电阻率与温度的关系均具有明显的电阻峰结构.当x=5%时,开始出现双电阻峰结构;掺杂量x为1%,2%,3%,5%的样品在外场为0.4 T时存在较大的磁电阻极大值,分别为30.5%,25.4%,22.4%,18.8%,均大于未掺杂(x=0%)的13.5%.双交换(DE)模型简单地解释了Cu低掺杂对电阻及磁电阻行为的影响.     

La0.60Sr0.20K0.20-yyMnO3系列材料的磁电阻效应

利用溶胶-凝胶法制备了La0.60Sr0.20K0.20-yyMnO3(y=0,0.03,0.05,0.07)的类钙钛矿型稀土锰氧化物多晶样品.研究发现,引入离子空位后,样品CMR的温度稳定性得到改善.在1.8 T的磁场下,样品y=0.03,0.05,T=220~320 K时,其CMR值保持在4.7%(±0.2%)左右,温度稳定性较好.     

复合体系AgδLa0.60Sr0.40-xAgx-δMnO3的磁电阻效应

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了名义组分为AgδLa0.60Sr0.40-xAgx-δMnO3的多晶样品.研究发现,用Ag+替代Sr2+后,样品的居里温度降至室温附近,并且室温磁电阻比替代前明显增大.在1.8T的磁场下,x=0.30的样品在289K时,Rm=17.0%,因此提高了室温时样品的磁电阻.     

双层钙钛矿Sr2FeMoO6，Ba2FeMoO6的电磁性质研究

分析了双层钙钛矿结构的锰氧化合物Sr2FeMoO6,Ba2FeMoO6物相结构和电磁学性质,对巨磁阻效应进行了探讨,揭示了Sr2FeMoO6样品为半导体导电性,Ba2FeMoO6样品为金属导电性.     

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 .     

掺杂LaNiO3型双功能氧电极的研究--溶胶-凝胶制备方法

为了得到高性能的双效氧电极，研究了钙钛矿型掺杂LaNiO3电催化剂的溶胶-凝胶制备方法，通过热重-差热分析、红外分析、XRD分析以及催化剂的粒径分布分析等手段，探讨了pH值、柠檬酸用量以及焙烧制度对催化剂制备的影响。结果表明，制备LaNiO3的溶胶-凝胶法的最佳工艺条件是：柠檬酸的用量为金属离子总物质的量的1．5倍；pH值调节为9；焙烧制度为在750℃下焙烧2h。     

掺杂LaNiO3型双功能氧电极的电化学性能

双功能氧电极的开发是二次空气电池的关键问题,以开发高性能的双功能氧电极为目的,制备了 LaNi1-yMyO3(M=Co,Fe;y=0,0．2)钙钛矿氧化物作为双功能氧电极的电催化剂,以活性碳为载体,聚四氟乙烯乳液为粘接剂制备双功能氧电极．采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱,并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析．通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理．结果表明,对于LaNiO3化合物,B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能,电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成．