N掺杂的LaFeO3钙钛矿材料制备与研究

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钙钛矿型材料由于其独特的晶体结构、磁性、接触反应性质和电子结构及输运特性,以及其在庞磁电阻、磁制冷和压电铁电等应用性质的相继发现,引起了人们越来越多的注意和兴趣。目前,对钙钛矿材料的研究主要集中于阳离子掺杂和制造氧缺陷两个方面。对具有重要的作用的氧元素被其它非金属元素掺杂替代的研究却很少,考虑到氧元素形成的氧八面体构成了钙钛矿材料的基本微观结构,且氧的p轨道作为中间媒介使过渡族离子间产生了交换作用,研究钙钛矿材料中的氧元素被其它非金属元素掺杂/替代将是非常必要的。本文选择了N元素掺杂对LaFeO3钙钛矿材料性质的影响作为研究内容,主要结果和创新点如下:一、在氨气氛围下热处理用溶胶-凝胶法制备的单相的LaFeO3钙钛矿材料,得到了N掺杂的LaFeO3钙钛矿材料。材料的晶体结构仍然保持正交的钙钛矿结构,空间对称群是Pnma,但是N掺杂使得其晶胞参有所数增大,并且直接影响到了Fe离子的局域环境。二、磁性研究表明N掺杂使样品的磁性发生了改变。N掺杂的样品在原来LaFeO3的反铁磁性基础上,出现了增强的弱铁磁性,并且该弱铁磁性随着N掺杂量的增加而增大。基于自旋结构倾斜引起剩余磁矩模型,对N掺杂样品表现出的增强的弱铁磁性的微观机理进行了解释。
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