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本论文的目的是研究以Mn2Sb为基的金属间化合物的结构、磁性和磁输运性质,发展新型巨磁电阻材料。本文采用电弧熔炼法制备Mn2Sb1-xInx和Mn2Sb1-xPbx,采用固态反应法制备Mn2-xZnxSb,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、超导量子干涉仪(SQUID)等测量手段研究了这三种金属间化合物的结构、磁性和电性能,也对Mn2Sb1-xInx和Mn2Sb1-xPbx等合金中显示的超导电性进行了细致研究。
通过对Mn2Sb1-xInx和Mn2Sb1-xPbx合金的磁性和电性能测量,发现这两种化合物不具有巨磁电阻效应。在低温下发现的超导电性,经相关的测量和分析表明是由于合金中分别含有未形成合金相的单质In和Pb所致。在Mn2-xZnxSb系列中,研究发现了巨磁电阻效应,Mn1.9Zn0.1Sb在温度大约为116K时达到-19.1%。磁性测量和分析表明是由于亚磁转变导致的超布里渊区能隙的瓦解,引起了费米面结构的重建造成的。
采用X射线衍射仪(XRD)、超导量子干涉仪(SQUID)等测量手段,系统研究了具有γ-铜结构的金属间化合物InMn3的结构、低温磁性和电性。InMn3在低温下显示了复杂的磁性能和电性能。交流磁化率和磁化强度的测量结果表明,在温度为80K,InMn3合金发生了从反铁磁态和铁磁态共存态到纯反铁磁态的转变。电性能测量表明,随温度增加,在55K至70K温度区间,InMn3合金发生金属-绝缘体转变,导电行为从金属电性变为类半导体导电性,其导电机制不同于正常半导体的热激活机制,与InMn3化合物中的磁离子散射有关。在5K温度下,在外磁场为5T情况下场冷后,磁滞回线测量表明,InMn3发生磁交换偏置现象,交换偏置场比较大,达到0.49T,是由于低温下InMn3中铁磁态和反铁磁态共存导致的结果。