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钙钛矿结构掺杂锰氧化物由于其丰富的物性和在自旋电子学中潜在的应用前景倍受关注。在本论文中,我们以几类典型的钙钛矿锰氧化物La0.8Na0.2MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、La2NiMnO6等为研究对象,详细探索了它们的结构和电磁输运性能。具体内容如下:
1.首先对近十几年来掺杂锰氧化物的基本物理性质和磁性半导体的研究进展进行简要的综述,以期对掺杂锰氧化物的超大巨磁电阻(CMR)效应和磁性半导体材料有一较完整的了解。其次对薄膜的制备方法作了概述,其中重点讨论了在本论文中应用的化学溶液法和脉冲激光沉积法。
2.详细研究了机械合金化对La0.8Na0.2MnO3多晶样品的结构和输运性质的影响,发现随着合金化时间的延长,不仅使样品的晶粒尺寸减小,而且还在样品中引入了微应力;机械合金化对样品的电阻率和磁阻有显著影响。
3.研究了LaNiO3缓冲层对在单晶Si上通过化学溶液法制备的La0.7Sr0.3MnO3薄膜结构和物性的影响,研究发现,LaNiO3缓冲层不仅可以提高La0.7Sr0.3MnO3晶化质量,而且样品的电阻率和金属-绝缘体转变温度都升高,样品的磁阻也由于缓冲层的存在而改变。
4.在单晶Si和LaAlO3衬底上通过化学溶液法制备La2NiMnO6薄膜,详细研究了制备工艺对La2NiMnO6薄膜的结构和性能的影响,其转变温度Tc接近于多晶块体;不同的退火气氛对La2NiMnO6薄膜的结构和性能都有明显的影响;La2NiMnO6同质缓冲层对La2NiMnO6薄膜结构和铁磁转变温度没有明显影响,但对低温饱和磁化强度有明显的影响。
5.讨论了La2NiMnO6薄膜的脉冲激光法制备,研究了不同衬底、制备工艺对其结构和性能的影响。得到了膜面质量良好La2NiMnO6薄膜,但是由于所沉积的温度比较低,样品晶化不好,造成样品存在很多缺陷,Ni/Mn离子无序排列,严重影响了其磁性能,需要通过工艺改进进一步提高薄膜的质量。