钙钛矿钴氧化物的交换偏置及其相分离

来源 :中国科学院物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eddiew
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自从发现了高温超导、铁电性和庞磁电阻效应,钙钛矿氧化物在过去的几十年间一直是凝聚态物理领域中的研究热点。钙钛矿钴氧化物不仅被发现存在庞磁电阻效应,而且其独特的自旋态转变现象、交换偏置效应、反常霍尔效应等更使其成为研究电荷-自旋-轨道-晶格相互作用的一种非常重要的材料。在本论文中,主要集中在对Sr掺杂和Ba掺杂的LaCoO3单晶性质的研究,包括对La1-xSrxCoO3单晶中的交换偏置效应随着冷却场的变化的研究,得到了铁磁区域与自旋玻璃区域之间的界面交换耦合系数;对La1-xBaxCoO3单晶进行了磁性表征和交换偏置效应的初步研究。另外,作者对Fe在La0.7Ba0.3CoO3进行B位掺杂的磁电性质进行了详细的研究,并在其中发现了Griffiths相的存在;在固定钴氧化物中二价离子掺杂浓度的同时改变A位平均离子半径,研究其磁性的变化,并发现了由内部压力导致的自旋态转变效应。论文主要结果如下:   单晶样品能够揭示物质的内禀性质。在对La0.82Sr0.18CoO3单晶的研究表明,其冻结温度Tf随外场的变化满足AT线,即δT,∝H2/3,显示其玻璃特性。在对其交换偏置场随着冷却场的变化研究中,得到了铁磁区域与自旋玻璃区域之间的界面交换耦合系数J≈-0.68 meV,此系数约为在锰氧化物中的耦合系数的1/3。在对其相分离发生的尺寸估计上与已有的实验结果完全一致。这些结果表明,La0.82Sr0.18CoO3中的交换偏置效应为其本征的一种效应,这种效应来源于铁磁区域与自旋玻璃区域之间的耦合。   在对La1-xBaxCoO3单晶的生长中发现其成分很容易发生偏离。其直流磁化率的测量表明不具有大的磁各向异性。La0.85Ba0.15CoO3单晶在5K时的磁化曲线在磁场为10 kOe时仍没有达到完全饱和,表明其自旋玻璃特性。对处于逾渗阀值附近的Lao.8Bao.2C003单晶的交换偏置场随着冷却场的变化研究中得到其铁磁区域与自旋玻璃区域交换耦合系数J≈-0.32 meV,其耦合作用与La0.82Sr0.18CoO3单晶中的耦合作用相比相对较弱。   在对Fe在La0.7Ba0.3CoO进行B位掺杂的磁性研究中发现,在掺杂含量y≤0.30的样品的居里温度Tc和磁化强度M都有明显的下降,而y=0.40的样品其Tc相对于y=0.30的样品却有明显的增加,并被证实为类Griffiths相。这种现象延续到y=0.50和y=0.60的样品。类Griffiths相的出现可以归因于B位无序导致的Tc以上铁磁颗粒的隔离,即形成未关联的铁磁颗粒态。穆斯堡尔谱表明只存在高自旋的Fe3+离子,其形成的反铁磁相对类Griffiths的出现有一定的贡献。电输运性质显示随着掺杂浓度的升高其绝缘性进一步增强,主要归因于Fe掺杂浓度的增加而导致的局域化长度L的变化及无序的增加。   在固定钴氧化物中二价离子掺杂浓度的同时改变A位平均离子半径,研究其磁性变化的过程中发现,其居里温度随着平均离子半径的变化没有一个单一的变化趋势。在考虑到A位离子失配对其居里温度的影响后,这种现象得到了很好的解释。这表明在锰氧化物中适用的结构与磁性之间的关系也适用于钴氧化物。由于不同离子半径会造成不同的压力变化,在离子半径较大的Ba掺杂的样品中的低温磁化率的变化反映了其中由拉伸应力导致的自旋态转变现象。
其他文献
电磁效应一直是固体物理研究中的一大热点。其中,磁阻效应和霍尔效应是电磁输运研究中最常见的两个课题。本论文的主要工作是在玻尔兹曼半经典输运理论的基础上,基于第一性原理
一、问题的提出  合作学习在教育领域中的研究始于20世纪中期的美国,研究者运用系统的合作学习方法进行教学管理,对调和种族矛盾,促进不同种族的儿童形成积极的同伴关系,促进儿童的智力因素和非智力因素的发展都具有积极的作用。在70年代中期至80年代中期取得实质性进展,成为一种富有创意和实效的教学理论与策略,由于合作学习理论在改善课堂气氛,提高学生学业成绩,促进学生形成良好非认知品质等方面实效显著,很快引
半导体自旋电子学器件同时利用电子的电荷和自旋属性,预期整合半导体的信息处理功能与磁性材料的存储功能在一起,它具有速度快、功耗小和非易失性等优点,将给信息技术带来崭新的
本文研究了关联随机力作用下时间延迟的基因转录调节系统。运用小延迟时间近似,最陡降近似和绝热近似理论,分别得到了定态几率分布函数(Pst(x)),跃迁速率(v)和信噪比(RSNR)的表
硅基发光材料的研究是实现硅基光电集成的关键,其中低维纳米结构是重要的探索方向之一。由于碳化硅(SiC)的带隙相对于SiO2和Si3N4较窄,有利于载流子注入,因而成为镶嵌Si量子点的
期刊
自旋电子学的特点是利用电子的电荷和自旋两种自由度。基于半导体自旋电子学材料,诸如与半导体相容的半金属(half-metal)铁磁体和稀磁半导体,有望设计出性能更加优异的器件。半
本论文主要由两部分构成,第一部分着重讨论了透射电子显微镜.纳米探针(TEM-SPM)系统及其对半导体纳米线光电响应的研究。第二部分着重讨论高频扫描栅显微镜(HF-SGM)及其对二维
金属的电声相互作用Eliashberg谱函数α2F(ω)和输运谱函数α2F(ω)一直受到实验物理学家和理论物理学家的广泛关注,它们是引导我们清楚地认识和理解金属的超导转变机制和微观
作为极具发展前景的宽禁带半导体材料,碳化硅(SiC)具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子迁移率以及化学稳定性,在高温、高频、高功率和光电器件方面具有巨大的应用潜力。要实