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在钙钛矿锰氧化物庞磁阻材料中,掺杂稀土锰氧化物R1-xAxMnO3(R为稀土离子,A为二价碱土金属离子)系列材料是电荷、自旋和轨道自由度高度关联的强关联电子体系,并伴随着居里点附近的庞磁电阻(CMR)效应[1-3]及其蕴含着的丰富的物理现象,成为凝聚态物理的研究热点之一。人们用不同阳离子对A位掺杂进行研究,发现顺磁-铁磁相变的同时伴随着绝缘-金属相变。稀土A位替代,以调节A位离子平均半径,可以有效改变Mn-O-Mn键角及Mn-O键长,及eg单电子带宽等[5-6],以调节材料中铁磁金属相与电荷有序绝缘相的比例[7],通过控制双交换作用与超交换作用的竞争,实现调控钙钛矿锰氧化物磁性与电输运性质的目的。本文主要的研究内容有以下几方面:在La1-xCaxMnO3的化合物中用Pr3+部分代替Ca2+,制备了La5/8(Pr1-xCax)3/8MnO3(x=0.25、0.5、0.75)三种成分的锰氧化物,研究了A位离子平均半径及离子价态对材料磁性质及电输运性能产生的影响。XRD测试表明,没有杂峰出现,获得具有纯正交钙钛矿相的La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3多晶样品。磁化强度-温度(M-T)测试显示三种样品均出现了铁磁-顺磁相变,居里点约为180K、140K、100K。电阻-温度(R-T)测试显示,在x=0.25时,样品出现电阻随温度的双峰现象,由于x=0.25样品内,存在顺磁-铁磁转变、铁磁-反铁磁转变以及铁磁相与反铁磁相相互竞争出现自旋玻璃态团簇。La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3(x=0.25,0.5,0.75)的自旋冻结温度分别约为150K,75K, and70K。当x=0.5、x=0.75时,样品在全部降温过程中表现为完全的半导体性质。这是由于随着Pr3+离子含量的增多,导致样品中Mn4+离子减少,双交换作用受到抑制,使电阻急剧增加,从而表现为半导体导电行为。采用磁控溅射的方法在STO(001)单晶衬底上制备了厚度比为30nm:150nm的La5/8(Pr1-xCax)3/8MnO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结(x=0.25,0.5,0.75),通过XRD衍射测试对样品进行表征,发现薄膜具有良好的外延性。对样品电子跃迁模式进行拟合发现,样品电子跃迁方式为小极化子跃迁。x=0.5的薄膜样品与原块体材料相比,具有更小的电阻率并且在150K出现金属-绝缘体相变(I-M)。这是由于张应力抑制电荷有序相的形成。三种成分的样品在160K时,磁电阻出现峰值,并且磁电阻随着Pr3+离子掺杂量增加而增加。这是由于LPCMO层晶格常数增大,受到的张应力减小,电子局域化增加,电荷有序绝缘相增多。当存在外加磁场时,电荷有序相熔化,输运性质表现为磁电阻增大。采用固相烧结法制备了Ba0.5Sr0.5Co0.8R0.2O3(R=Ni、Fe、Mn)体材料,通过研究掺杂不同B位离子样品的磁性及电输运性质,讨论钙钛矿锰氧化物的B位变价离子对在钙钛矿锰氧化物交换作用及相分离的影响。M-T测试显示,掺杂Mn的样品居里温度(TC)约为50K,掺杂Fe、Ni的样品在降温区间表现为顺磁态。磁化强度-磁场(M-H)测试显示在10K时掺杂Mn的样品内存在反铁磁相,掺杂Fe、Ni的样品表现为顺磁态。说明掺杂Mn的样品内存在Co4+-O2--Mn4+超交换作用。Fe、Ni两种元素的四价离子的电子结构不具备发生超交换作用的条件。Pr0.5Ca0.5Mn1-xRuxO3(x=0.09)样品TC约为238K,I-M转变温度为145K。说明样品内Ru离子和Mn离子之间存在的双交换作用,两者对样品的铁磁态形成做出贡献,导致顺磁-铁磁相变温度高于金属-绝缘体相变温度。