摻雜稀土錳氧化物材料的制備及其電磁特性研究.pdf

1、本文采用溶膠-凝膠(Sol-Gel)方法制備了摻雜稀土錳氧化物(La1-xLnx)2/3Ca1/3MnO3粉體，研究了鑭系稀土中磁矩較大的元素Ho和Dy替代La后材料的電磁性能及低場(chǎng)磁電阻效應(yīng)和磁卡效應(yīng)，對(duì)比分析了鑭系大多數(shù)元素對(duì)La替代后材料的結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)性能，研究了鑭系收縮在此系列材料中的作用。
　　1.(La1-xDy.x)2/3Ca1/3MnO3系列樣品研究表明，電輸運(yùn)特性不僅受摻雜量和所加磁場(chǎng)影響，還與測(cè)量過(guò)程密切相關(guān)。

2、同一磁場(chǎng)下隨著樣品中Dy含量增加，磁電阻逐漸增大，樣品轉(zhuǎn)變溫度向低溫方向移動(dòng)且趨于明顯;同一摻雜配比樣品轉(zhuǎn)變溫度隨磁場(chǎng)的增加向高溫方向略有移動(dòng);對(duì)比(La0.7Dy0.3)2/3Ca1/3MnO3樣品在0～3000 Gs的磁場(chǎng)范圍內(nèi)升溫和降溫過(guò)程的電阻-溫度(R-T)關(guān)系，降溫過(guò)程中轉(zhuǎn)變溫度向高溫漂移和電阻降低顯著，磁電阻明顯大于升溫過(guò)程，且降溫過(guò)程磁電阻隨著磁場(chǎng)增加的速度也大于升溫情況。
　　2.(La1-xHox)2/3Ca1

3、/3MnO3晶格中的Mn離子與替代La進(jìn)入晶格的Ho離子產(chǎn)生磁性耦合，使得在低摻雜水平下(x=0.02，0.05和0.1)，低溫下飽和磁化強(qiáng)度隨著Ho摻雜量的增加略有降低;在高摻雜(x=0.2，0.3，0.4和0.5）情況，低溫下飽和磁化強(qiáng)度隨Ho摻雜量增加變化顯著，磁性呈現(xiàn)出由準(zhǔn)鐵磁態(tài)到亞鐵磁態(tài)的變化，亞鐵磁態(tài)的存在使得樣品向順磁(PM)態(tài)轉(zhuǎn)變趨于不明顯，表現(xiàn)出自旋團(tuán)簇玻璃態(tài)向自旋玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化的特征。
　　3.(La1-xHox)

4、2/3Ca1/3MnO3(x=0.2，0.5)在外磁場(chǎng)變化條件下的相變?yōu)榈诙行虼判赞D(zhuǎn)變，在5T磁場(chǎng)變化條件下最大磁熵峰值△SM分別在100 K和152K達(dá)到1.19 J/kg·K和2.03 J/kg·K。由于△SM具有較大的半值寬度δTFWHM，對(duì)應(yīng)相對(duì)溫度區(qū)間有著較好的相對(duì)磁制冷率(RCP)，表明Ho部分替代La的稀土鈣鈦礦材料可能成為優(yōu)秀的磁卡材料候選者。
　　4.(La0.8Ln0.2)2/3Ca1/3MnO3(Ln=La

5、，Ce，Pr, Nd，Sm，Eu，Gd，Dy, Ho和Er)系列樣品的結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)特性研究表明，隨著Ln原子序數(shù)增加，平均晶格常數(shù)和容差因子也存在著類似鑭系收縮的單向變化。不同鑭系元素?fù)诫s使各樣品在轉(zhuǎn)變溫度附近的行為存在明顯差異，零場(chǎng)下鈰組(La，Ce，Pr,Nd，Sm和Eu)摻雜樣品的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變溫度未隨原子序數(shù)增加呈現(xiàn)單一變化，而釔組(Gd，Dy, Ho和Er)摻雜樣品的轉(zhuǎn)變溫度隨原子序數(shù)的增加而升高，此變化與鑭系收縮的單一性相