低維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物的制備及磁性研究.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物由于其獨特的電子結(jié)構(gòu)而具有豐富的電、磁、光等多種功能，具有潛在的應用價值。納米材料由于具有各種奇異的物理、化學性質(zhì)，已成為當前凝聚態(tài)物理、材料科學等領(lǐng)域研究熱點和前沿，對于錳氧化物材料在納米尺度下的磁性及磁熱效應的研究不僅在基礎(chǔ)科學問題上，而且在實際應用上都有重要意義。
　　 本文選擇具有極大應用前景的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物為研究對象，開展了其可控合成納米材料工藝和磁性質(zhì)研究，具體內(nèi)容如下:
　　 1、利用

2、溶膠凝膠法合成了不同尺寸的納米La0.8Ca0.2MnO3顆粒，利用X射線衍射儀、掃描電鏡等對樣品的結(jié)構(gòu)及形貌進行了表征;樣品的磁性測量結(jié)果表明:對于小尺寸晶粒的樣品，存在超順磁性，超自旋玻璃行為，以及表面自旋玻璃行為，其具有大的表面各向異性。并且發(fā)現(xiàn):隨著樣品晶粒尺寸的減小，體系磁相交由一級相交向二級相變過渡，我們將這種相變的變化歸因于小尺寸效應。通過測量化合物的等溫磁化曲線，利用Maxwell關(guān)系計算了磁熵變，發(fā)現(xiàn)磁熵變隨晶粒尺寸的

3、減小而減小，但是其制冷溫區(qū)變寬，因此通過晶粒尺寸可以對其磁制冷效率進行調(diào)控。在小尺寸樣品中觀察到了大的表面各向異性，給出了粒度與表面層厚度以及飽和磁化強度的關(guān)系，預言了在小尺寸晶粒中，如果表面無序?qū)雍穸冉档?，小尺寸樣品的磁制冷效率?.0 T磁場和4.5 T磁場中將達到180J/kg和471J/kg。
　　 2、利用溶膠凝膠法合成不同尺寸的納米La0.67Ba0.33MnO3顆粒，利用X射線衍射儀、掃描電鏡等對樣品的結(jié)構(gòu)及形貌進

4、行了表征，對樣品的磁性測量發(fā)現(xiàn)，樣品的居里溫度TC隨著晶粒尺寸的減小而減小，當樣品晶粒尺寸達到17nm時，其居里溫度降低到室溫范圍，于是導致其制冷溫區(qū)降到室溫附近，實現(xiàn)了La0.67Ba0.33MnO3樣品的室溫磁制冷.通過對樣品臨界行為的研究，我們將TC隨溫度的變化歸因于小尺寸效應，樣品的磁轉(zhuǎn)變隨著晶粒尺寸的減小由陡峭變得平緩，導致樣品的最大磁熵變減小而磁制冷溫區(qū)變寬。
　　 3、利用水熱法制備LaMnO3和La0.8Ca0.

5、2MnO3納米顆粒和納米線，研究水熱合成條件如反應溫度反應時間，前驅(qū)物濃度等因素對納米顆粒及納米線的結(jié)構(gòu)及形貌的影響。利用X射線衍射儀、掃描電鏡及能譜分析對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌和成份進行了表征。初步得到了LaMnO3和La0.8Ca0.2MnO3的成相條件，通過對反應時間及前驅(qū)物濃度的控制，制備出了準一維納米棒和納米線，隨著反應時間延長，樣品進一步生長變?yōu)樗姆叫蚊驳膯尉☆w粒。我們將這種由納米線和納米棒到四方小晶粒的轉(zhuǎn)變歸因于一維納米材料大