双钙钛矿结构氧化物Sr2MnMoO6、Sr2FeMoO6掺杂效应研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alex851123
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作为凝聚态领域的一个研究热点,双钙钛矿型氧化物A2BB’O6因在自旋、电荷、晶格和轨道之间具有强关联性,因此展现出的众多优异性能。使得其在磁存储、传感器等方面具有潜在的运用价值,因此对该类氧化物电磁性能调节机制的探索以及性能的优化,长期以来倍受研究人员的青睐。本论文选择Sr2MnMoO6及Sr2FeMoO6体系为研究对象,研究了电子掺杂对Sr2MnMoO6以及空位掺杂对Sr2FeMoO6两种双钙钛矿化合物的晶体结构及电磁性能的影响。首先,通过传统固相反应法成功制备了Bi3+掺杂型Sr2-x-x BixMnMoO6(0≤x≤0.25)系列陶瓷样品,利用x射线粉末衍射、Rietveld全谱拟合法结构精修、扫描电子显微镜以及能谱仪对掺杂系列样品晶体结构、相组成、样品表面形貌进行了表征与分析。x射线粉末衍射图谱表明所有样品均是单相的双钙钛矿结构氧化物相,样品在Bi3+掺杂过程中没有发生结构相变且均属于I4/M空间群。晶胞体积随Bi3+掺入量的增加而不断减小,且电子掺杂降低了Mn-Mo间的价态差,进而造成Mn/Mo空间占位有序度η的降低。母体Sr2MnMoO6与掺杂样品的在不同烧结机制下其晶粒大小也有所差异。磁性测试表明所有样品呈现反铁磁性,但由于在引入Bi3+过程中,掺杂体系中出现Mn2+-Mo5+电子对,从而产生了微弱的铁磁行为。在Mn/Mo反位缺陷(ASD)及Mn2+-Mo5+电子对产生的铁磁性作用综合调控下,掺杂样品的磁化强度和奈尔温度TN均呈现出随Bi3+掺杂量x的增加先升高后下降的趋势。然后,在Sr2FeMoO6体系的基础上,逐渐降低A位锶元素的含量制备出Sr位以空穴形式存在的掺杂体系Sr2-xFeMoO6,研究了空位掺杂对Sr2FeMoO6结构及相关重要物性影响。研究结果表明所有样品属于Fm3m空间群,在空位掺杂效应下,系列样品的晶胞体积和Fe/Mo有序度随掺杂量增加均逐步下降。磁性测试表明样品均为亚铁磁性,空位的增加降低了饱和磁化强度MS及居里温度TC,其中在考虑空穴效应的基础上,基于FIM模型,采用修正后的饱和磁化强度公式计算得到的理论MS和饱和磁化强度实验值能够很好的拟合。在反位缺陷钉扎效应及系列样品中空位的共同作用下,300K条件下的系列样品磁阻值MR随空位含量增加而下降。
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