La1/2(Sr1-xCax)3/2MnO4和Nd2-2xCa1+2xMn2O7的电磁特性与结构

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前三章主要回顾了ABO3结构的锰氧化物的基本性质和物理特征,总结当前对这一体系的研究成果以及最新进展,并对存在的未知的以及期待解决的问题给予了说明。介绍了样品的制备工艺、实验方法、Rietveld方法的原理及拟合的基本步骤。第四章、第五章分别利用固相反应法制备了La1/2(Sr1-xCax)3/2MnO4和Nd2-2xCa1+2xMn2O7系列多晶样品,通过FULLPROF程序对样品X射线衍射图谱进行了精修拟合,空间群都为I4/mmm。分别测量了样品的电输运特性和磁性随温度变化的关系。结果表明:La1/2(Sr1-xCax)3/2MnO4系列样品电阻率随温度的降低而增大,在整个测试温度范围内表现为绝缘态,并随掺杂量的增加电阻率依次减小,在TCO以下的电输运特性可根据可变程跃迁模型得到很好的解释;样品高温时都是顺磁态,在200-235 K发生电荷-轨道-自旋有序(COS)相变,直到低温时系列样品一直处于COS有序态。还发现x=0.3的样品有一凸起峰,确定是由自旋玻璃态相变造成的。Nd1.2Ca1.8Mn2O7的磁性在低温时是铁磁性,其磁化强度为1.4μB,在120 K附近发生铁磁性-顺磁性相变;其电阻随温度的增加而降低,在整个测试温度范围内表现为绝缘态。NdCa2Mn2O7由于存在轨道有序和电荷有序,在低温时其磁性质是反铁磁性,随着温度的升高,轨道有序和电荷有序被破坏,在125 K附近发生反铁磁性一顺磁性相变;利用测得的电阻率随温度的变化,对样品的激化能Eac[≡d(lnρ)/d(1/T)]随温度的变化进行了计算,确定电荷有序相变温度TCO=125 K。
摘要第2-3页
Abstract第3页
引言第6-7页
第一章 文献综述第7-12页
    1.1 锰氧化物的研究进展第7-10页
    1.2 本文选题思路与主要内容第10-11页
    1.3 论文结构第11-12页
第二章 钙钛矿锰氧化物的物性及其主要机制第12-25页
    2.1 锰氧化物的结构第12-16页
        2.1.1 锰氧化物的晶体结构第12-13页
        2.1.2 锰氧化物的电子结构第13-14页
        2.1.3 锰氧化物的磁结构第14-16页
    2.2 锰氧化物的电输运特性第16-17页
    2.3 物理机制第17-25页
        2.3.1 双交换作用和超交换作用第17-20页
        2.3.2 Jahn-Teller效应第20-21页
        2.3.3 电荷有序第21-23页
        2.3.4 轨道有序第23-24页
        2.3.5 自旋玻璃态第24-25页
第三章 样品制备与实验方法第25-34页
    3.1 样品制备第25页
        3.1.1 La_(1/2)(Sr_(1-x)Ca_x)_(3/2)MnO_4样品的制备第25页
        3.1.2 Nd_(2-2x)Ca_(1+2x)Mn_2O_7样品的制备第25页
    3.2 结构分析第25-33页
        3.2.1 X射线衍射第25-26页
        3.2.2 同步辐射第26-27页
        3.2.3 Rietveld结构精修第27-33页
    3.3 扫描电镜第33-34页
第四章 单层钙钛矿La_(1/2)(Sr_(1-x)Ca_x)_(3/2)MnO_4的结构、电输运特性和磁特性第34-42页
    4.1 前言第34页
    4.2 实验结果和讨论第34-41页
    4.3 本章小结第41-42页
第五章 双层钙钛矿锰氧化物Nd_(2-2x)Ca_(1+2x)Mn_2O_7的磁相变特性第42-52页
    5.1 前言第42-43页
    5.2 实验结果和讨论第43-51页
    5.3 本章小结第51-52页
总结第52-54页
参考文献第54-62页
攻读硕士期间成果第62-63页
致谢第63-65页
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