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自1998年Kobayashi等人发现双钙钛矿材料Sr2FeMoO6具有室温低场磁电阻效应和半金属性质以来,具有双钙钛矿结构的A2BBO6(A为二价碱土离子;B为3d过渡金属离子:B为非磁性离子)氧化物得到了广泛的研究。本文通过A位掺杂三价阳离子Ce3+,研究样品结构、磁学性质、输运性质的变化。用溶胶-凝胶方法制备了系列Ca2-xCexFeMoO6样品,探索了制备过程中温度,氢气量对样品性质的影响,并通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(SEM),振动样品磁强计(VSM),超导量子干涉仪(SQUID),两端法分别对其结构,微结构,磁性,输运等性质进行了研究。结果如下:
1.研究发现退火条件对生成单相Ca2-xCexFeMoO6样品很重要。我们在1000℃,合适的H2/Ar还原气氛下得到了系列单相的样品,研究发现制备单相样品所需的H2量随着掺杂量的增加而增加。
2.X射线精修结果表明,样品的晶体结构属于单斜晶系(a≠b≠c,β≠90°),空间群为P21/n,随着Ce含量的增加,晶格常数变大,反位缺陷增加,但是没有发生结构相变。
3.SEM图像显示,样品生长致密、晶界清晰,平均晶粒尺寸在2-5μm。
4.室温和低温(5K)的磁性测量结果都表明,随着Ce掺杂量的增加,样品的饱和磁化强度在逐渐减弱,这是由于反位缺陷增多和电子掺杂效应而导致的。随着Ce掺杂量的增加,样品的居里温度不断升高,这是由于电子掺杂导致Fe-O-Mo之间的交换作用增强而导致的。
5.对x=0~0.6的样品,电阻率随掺杂量的增加先增大,x=0.2时达到最大,然后随掺杂量的增加减小;样品的电阻率ρ随温度的降低而减小,呈现金属性。x=0.8样品的电阻率随温度的降低而增加,呈现半导体性质。