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钙钛矿结构锰氧化物(化学式为R1-xAxMnO3,R代表La、Pr等稀土金属元素,A代表Ca、Sr、Ba等碱土金属元素)其自旋、电荷、轨道和晶格自由度之间具有复杂的相互作用,导致了新奇的物理现象,如庞磁电阻(CMR)效应、巨磁熵效应、金属-绝缘体(M-I)转变、电子相分离、电荷/轨道有序以及相图中的复杂相结构等。在典型的La1-xCaxMnO3(LCMO)体系中,随着Ca掺杂浓度的变化,LCMO体系展示出了非常丰富的相结构,例如倾斜的反铁磁相(CAF)、电荷有序相、铁磁(FM)金属相、顺磁(PM)绝缘相等。一系列有关LCMO体系CMR效应的研究,使人们发现了许多新的现象和特性,如电荷有序与轨道有序,这也使钙钛矿锰氧化物的物理特性变得更加复杂有趣,充满挑战性。近年来,随着微电子器件朝着集成化和微型化方向进一步发展,其特征尺寸也在进一步缩小。目前,基于钙钛矿结构锰氧化物的微电子学器件,其特征尺寸已经缩小到纳米尺度。在纳米尺度,材料的表面-体积比率发生巨大变化,显得尤为重要。低维LCMO纳米结构中的各种有限尺寸效应,将会导致更多新奇、有趣的物理现象。本文采用溶胶-凝胶法制备出Pr掺杂的(La1-xPrx)0.67Ca0.33MnO3纳米晶,并研究了退火温度和Pr掺杂量对样品微结构的影响。第一部分,用溶胶-凝胶法制备出(La0.6Pr0.4)0.67Ca0.33MnO3纳米晶,并在700℃、800℃、900℃及1000℃退火处理。X射线衍射(XRD)谱图表明溶胶-凝胶法制备的(La0.6Pr0.4)0.67Ca0.33MnO3纳米晶,结晶程度良好、无杂相;样品相结构为正交晶系,衍射谱图和La0.6Ca0.4MnO3(JCPDS card no.70-2665)相匹配。随着退火温度的升高,样品晶胞参数α和晶胞体积有增大趋势;扫描电子显微镜(SEM)图像表明,在退火温度较低时,样品颗粒团聚现象比较严重,部分呈现片状结构;退火温度较高时,样品颗粒度与分散性比较明显;X射线能量色散谱(EDX)分析结果表明样品的化学组成与名义配比相接近。透射电子显微镜(TEM)与高分辨电子显微镜(HRTEM)图像表明样品颗粒平均尺寸主要分布在10-100 nm之间,并且当退火温度增加时,样品颗粒平均尺寸增大。单个颗粒的高分辨晶面条纹图像表明样品结晶性良好;晶面条纹间距与XRD数据相吻合。(La0.6Pr0.4)0.67Ca0.33MnO3纳米晶的选区电子衍射(SAED)谱图呈现多晶衍射环特征,由此获得的晶胞参数与XRD数据相一致。利用超导量子干涉仪(SQUID)测量样品的磁性能。在0.01T的磁场下,测量出了 FC与ZFC模式下样品的M-T曲线。结果表明样品在居里温度Tc附近降温时,出现顺磁-铁磁相转变;800℃和1000℃下退火的样品,其居里温度TC分别为171K和183K。同时测量出了在不同温度(如2K、10K和300K)下样品的磁滞回线。磁滞回线测量表明在居里温度Tc以下(如2K和10K)时,样品表现出铁磁性;在居里温度Tc以上(如300K)时,样品表现出顺磁性。温度10K时,800℃下退火的(La0.6Pr0.4)0.67Ca0.33MnO3样品饱和磁化强度和矫顽场强分别为 60 emu/g 和 621 Oe。第二部分,用溶胶-凝胶法制备出了 800℃下退火5h的Pr掺杂量不同的(La1-xPrx)0.67Ca0.33MnO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)纳米晶。XRD谱图表明溶胶-凝胶法制备的(La1-xPrx)0.67Ca0.33MnO3样品结晶性良好、无杂相且相结构为正交晶系,衍射谱图和La0.6Ca0.4MnO3(JCPDS card no.70-2665)相匹配。随着 Pr 掺杂量的增加,样品的晶胞参数α和晶胞体积总体上有减小趋势,这主要归因于Pr3+离子半径(99pm)略小于La3+离子半径(103.2pm)。SEM图像表明,样品颗粒度与分散性都很明显;EDX分析结果表明样品的化学组成与名义配比相接近。TEM与HRTEM图像表明,样品颗粒平均尺寸主要分布在20-100 nm之间;单个颗粒的高分辨晶面条纹图像表明样品结晶性良好;晶面条纹间距与XRD结果一致,且两组晶面条纹间的夹角与理论值一致。选区电子衍射(SAED)谱图中呈现多晶衍射环特征,由此获得的晶胞参数与XRD数据相吻合。