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由于钙钛矿钴氧化物丰富的物理现象,近年来Ln1-xAxCoO3(Ln为三价稀土离子,A为二价碱土离子)体系被广泛地研究。本文通过传统的固相反应法合成了Nd1-xSrxCoO3(0.1≤x≤0.5)系列多晶样品。通过对Nd1-xSrxCoO3系列样品的XRD测试和分析,表明用固相反应法制得的样品呈单相。本文对Nd1-xSrxCoO3(0.1≤x≤0.5)系列样品进行了直流磁化强度、磁滞回线、交流磁化率、弛豫现象以及交换偏置现象的测试,并对实验数据进行了分析。 研究发现由于Sr掺杂,使一部分Co3+转变为Co4+,Co3+和Co4+的双交换作用形成了铁磁性团簇。当铁磁颗粒镶嵌在非磁基底上时,一个自旋无序的界面层或表面层形成。因此体系自发地相分离为铁磁团簇、非磁基底和自旋玻璃相。交流磁化率和弛豫现象的测试证实了低掺杂x≤0.2时,样品为自旋玻璃/团簇玻璃态。与锰氧化物不同的是:团簇间的相互作用和自旋玻璃相共同导致了体系的玻璃行为。同时对于x=0.3~0.5这几个样品,随着掺杂量的增加,Co4+的数目增加,双交换作用增强,铁磁团簇的尺寸和数目增加,使体系在高掺杂时表现出了铁磁序特征。磁化曲线在高温区出现了铁磁有序态,又在更低的温度下发生了亚铁磁转变。亚铁磁转变的原因是由于Co3+/Co4+与Nd3+磁矩的反向排列引起的。由于二者之间的耦合较弱,亚铁磁转变仅在低温出现。由磁滞回线的测试,可以看到磁化强度在很高的外场下仍未达到饱和,这与自旋玻璃的模型一致。在自旋玻璃体系中有限的铁磁团簇镶嵌在非磁基底中,磁滞回线不可能达到饱和。由于Nd3+具有轨道角动量和自旋角动量,存在轨道-自旋耦合,提高了磁各向异性,因此样品的矫顽场较大。 因此从总的趋势上看,Nd1-xSrxCoO3体系存在清晰的相分离。本文得出了Nd1-xSrxCoO3体系的磁性相图,低掺杂时为自旋玻璃/团簇玻璃相,高掺杂时表现出铁磁序特征。 在带场冷却条件下,对低掺杂样品进行了磁滞回线的测试,发现相分离体系Nd1-xSrxCoO3中存在交换偏置现象。在低场条件下将样品冷却到低温(远低于冻结温度),这时磁滞回线出现水平方向和竖直方向的移动。与传统的交换偏置现象不同,Nd1-xSrxCoO3体系的交换偏置现象对外场有很强的依赖关系。外场对样品中共存相相对比例的影响是造成这种现象的原因。