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利用溶胶凝胶法制备了电子掺杂型钙钛矿锰氧化物Nd<,0.9>Zr<,0.1>MnO<,3>及空穴掺杂型钙钛矿锰氧化物(La<,1-x>Pr<,x>)<,0.55>Ca<,0.45>MnO<,3>(x=0-1),并对其结构、化合价及物理性质进行了综合测试。
对Nd<,0.9>Zr<,0.1>MnO<,3>的研究表明,样品为单相,只含有少量可忽略的杂相;结构上为正交结构,Pbnm空间群;化合价的研究表明Mn离子以Mn<2+>和Mn<3+>形式存在,没有发现Mn<4+> 离子,样品为电子掺杂型;磁性上零场冷却(ZFC)和加场冷却(FC)曲线均出现了磁化逆转现象,利用Mn<2+>/Mn<3+>、Mn<3+>/Mn<3+>两套子晶格理论对其进行了解释,提出了两套子晶格磁化强度随温度变化的物理模型;比热随温度变化曲线出现三个峰,分别对应两套子晶格的相变温度,为物理模型提供了辅证;电输运性质的研究表明在整个测量温度范围内样品均为绝缘体,没有出现明显的庞磁电阻现象。
对(La<,1-x>Pr<,x>)<,0.55>Ca<,0.45>MnO<,3> (x=0-1)的研究表明,系列样品均为单相,正交结构,Pnma空间群;晶格参数和晶胞体积随Pr含量的增加而减小,Mn-O键的键长、键角没有出现单调变化;磁化强度随温度变化(M-T)曲线中,随Pr含量的增加,样品的铁磁性逐渐减弱,电荷有序现象逐渐明显,电荷有序转变温度向高温区移动,居里温度向低温区移动;磁化强度随磁场变化(M-H)曲线中,x=0.4至x=1的样品出现了变磁转变,随Pr含量的增加,发生变磁转变所需磁场增大,转变过程中的不可逆现象逐渐明显;根据M-T曲线和M-H曲线得到x=0.4至x=1样品的T-H相图,从相图上反映出了明显的相分离区域,并出现了再入型转变特性;电子自旋共振的研究表明,在195 K-150 K的温度区间内存在明显的两相共存性质,共振场H<,r>和g因子的研究证实了这一点,累积强度与温度的乘积随温度变化(I<,FSR>×T-T)曲线和线宽随温度变化(ΔH<,PP>-T)曲线在电荷有序转变温度附近出现明显变化,与宏观磁性吻合;电输运性质的研究表明,x=0至x=0.8的样品在居里温度附近都出现了绝缘体-金属转变,随掺杂浓度的增加,转变温度逐渐降低;加5 T磁场后,所有样品都出现了明显的庞磁电阻现象;利用三种模型对x=0.6样品的高温区ρ-T 曲线进行了拟合,发现小极化子跃迁模型拟合效果最好。