Sr2FeWO6-xNx、Sr2FeMoO6的制备和表征及双质耦合

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近年来,双钙钛矿氧化物因具有室温下的磁电阻效应,而在磁阻材料领域有着巨大的潜在应用前景,受到众多研究者的关注,但在应用和理论方面还有许多问题尚待解决。本文以高温固相法制备了Sr2FeWO6及其掺杂体系Sr2FeWO6-xNx和Sr2FeMoO6(SFMO),将Sr2FeMoO6与Sr2FeWO6-x-x Nx样品分别构成双本体耦合体A、B、C、D,研究各样品的结构、电磁学性质。Sr2FeWO6-xNx样品均属于单斜晶体,空间群为P21/n。与未掺杂样品相比,掺杂样品的Fe离子氧化数增大,晶体变形性降低,使得晶胞体积先减小,而后随着通氨时间延长,样品中平均半径较大的N3-数量增加,使得晶胞体积增大。SFMO属于四方晶系,I4/mmm空间群。Sr2FeWO6-xNx体系样品室温下均表现为顺磁性,尼尔温度低于室温。随着通氨时间的延长,样品中单电子个数也随着通氨时间增长而变多,掺N导致Fe2+氧化数升高,样品的磁化强度增强。SFMO属于铁磁性物质,居里温度为410.6 K,297 K下饱和磁化强度为25.712 emu g-1,临界指数β=0.474,γ=1.105,δ=2.986。耦合体的磁学性质均与SFMO类似,属于铁磁性,饱和磁化强度均比SFMO高,居里温度也均高于SFMO,且两者随着Sr2FeWO6-xNx单体通氨时间的延长而升高。A样品临界指数β=0.426,γ=0.976,δ=2.968;B样品临界指数β=0.474,γ=1.123,δ=2.947;C样品临界指数β=0.590,γ=0.966,δ=2.914;D样品临界指数β=0.455,γ=0.981,δ=3.156。数据经状态方程拟合证实,可信度较高。Sr2FeWO6-xNx体系为半导体导电性(dρ/dT<0),电阻率随着样品通氨时间的延长而降低,且均表现为负磁阻效应,导电机理符合变程跃迁模型。通过塞贝克系数均为负值,可知系列样品均为n型半导体,载流子电子多于空穴。SFMO为金属导电性(dρ/dT>0),表现出负磁阻效应。导电机制:0.0 T下,300394 K温度范围内电阻率受电子子、电子振子的散射影响;394453 K范围内除以上影响因素电阻率还要受到电子子散射的影响。1.0 T下,300411 K温度范围内电阻率受电子子、电子振子的散射影响;411453 K范围内还要再受到电子子散射作用。导电时载流子电子多于空穴。耦合体为半导体导电性(dρ/dT<0),由于两单体的耦合作用,电阻率比Sr2FeWO6-xNx体系小,但远大于SFMO。电学特性与Sr2FeWO6-xNx体系相似,可能由于Sr2FeWO6-xNx的电阻率远大于SFMO。
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