【摘 要】
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钙钛矿结构锰氧化物是集自旋、电荷、轨道和晶格等多个自由度相互耦合的强关联体系,具有许多独特的物理特性,如:在外加磁场下呈现出很强的磁电阻效应,即庞磁电阻效应（CMR）,随温度变化的铁磁（FM）-顺磁（PM）相变,金属-绝缘体（MI）转变,以及光致磁化等,在磁存储、探测及传感器件等方面展现出了巨大的应用价值。锰氧化物具有良好的导电性以及较高的居里温度,在复合多铁体系的研究和应用中受到了广泛的关注。以
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钙钛矿结构锰氧化物是集自旋、电荷、轨道和晶格等多个自由度相互耦合的强关联体系,具有许多独特的物理特性,如:在外加磁场下呈现出很强的磁电阻效应,即庞磁电阻效应（CMR）,随温度变化的铁磁（FM）-顺磁（PM）相变,金属-绝缘体（MI）转变,以及光致磁化等,在磁存储、探测及传感器件等方面展现出了巨大的应用价值。锰氧化物具有良好的导电性以及较高的居里温度,在复合多铁体系的研究和应用中受到了广泛的关注。以典型的铁电材料Ba Ti O3（BTO）和La（1-x）AxMn O3（LAMO,A为碱土金属）材料组成的复合多铁异质结,因其优异的室温磁电耦合性能,在磁传感器、多态存储器等领域中有着广阔的应用前景。在本论文的研究工作中,我们设计并制备了不同应力类型的Pr（1-x）CaxMn O3（PCMO）薄膜,研究了衬底应力对PCMO磁学性能的影响规律。制备了不同Sr2+掺杂组分的LAMO(La0.66Ca0.34Mn O3,La0.66Ca0.17Sr0.17Mn O3和La0.66Sr0.33Mn O3)薄膜,并与BTO组合构建了BTO/LAMO复合多铁异质结结构,分析了应力对LAMO薄膜磁学性能,特别是磁各向异性和光致磁化效应的影响,揭示了不同Sr2+掺杂量LAMO层对BTO/LAMO多铁异质结的铁电和介电性能的影响规律,阐明了BTO/LAMO中介电弛豫行为的起源。主要研究内容和结果如下:（1）利用溶胶-凝胶法,制备了高度择优取向的PCMO单晶薄膜,利用所选择衬底（Sr Ti O3和La Al O3）与PCMO薄膜间存在的晶格失配,获得不同应力应变状态的PCMO薄膜。此外,采用溶胶-凝胶法还制备了不同Sr2+掺杂量的LAMO薄膜,并与BTO组合构建了BTO/LAMO复合多铁异质结结构。（2）研究了不同应力应变状态对PCMO薄膜的磁学性能的影响规律。结果表明,与面内的压缩应力相比,受到拉伸应力的PCMO薄膜具有更大的矫顽场和较小的饱和磁化强度,拉伸应力降低了体系的居里温度TC,同时影响了体系的奈尔温度TN。两种应力状态下的PCMO薄膜都表现出了明显的磁各向异性,其易磁化轴为[00l]晶向。此外,在不同应力应变的PCMO薄膜中都观察到了光致磁化现象,这种光场诱导的磁化强度的改变在拉伸应变作用下更加明显。（3）研究了含有不同Sr2+组分的LAMO底电极对BTO/LAMO异质结的铁电和介电性能的影响机制。研究发现,不同Sr2+组分的掺杂可以调控BTO薄膜的剩余极化强度和矫顽电场,随着Ca2+/Sr2+比的增加,BTO薄膜的剩余极化和矫顽场逐渐减小,且所制备的BTO/LSMO本身具有方向向上的自发极化。此外,我们依靠LAMO实现了对BTO/LAMO异质结中介电弛豫行为的调控;通过对介电温谱和介电频谱的分析研究,发现了与LAMO电输运特性以及BTO/LAMO界面处Maxwell-Wagner（MW）效应有关的随温度和频率变化的介电弛豫现象。
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