鈣鈦礦型鉻基氧化物RE1-xCaxCrO3的制備及電磁特性探討.pdf

1、本論文從晶體結構和電子軌道的相似性出發(fā)，提出并構建了具有超晶格結構的RE2CaCr3O9（RE0.67Ca0.33CrO3）。由于其晶格內(nèi)Cr離子與高溫超導材料YBa2Cu3O7(YBCO)晶格內(nèi)的Cu離子的面內(nèi)分布、雜化軌道及可能的熱激發(fā)電子數(shù)相近或相同，RE2CaCr3O9的Cr-O面與YBCO的Cu-O面應該具有類似的基本能帶結構，RE2CaCr3O9應該具有類似于YBCO的超導電性。本論文中的樣品采用改進的溶膠凝膠法(Pechi

2、ni法)來制備粉末前軀體，前軀體在700℃預燒2h，1000℃下燒結8h合成目標物質(zhì)REl-xCaxCrO3。
　　不同溫度下燒結的名義組分為La0.67Ca0.33CrO3樣品的XRD結果表明，在我們的實驗溫度范圍內(nèi)，Ca取代La進入LaCrO3晶格主要是插入成相機制，樣品應主要為超晶格的正交La2CaCr3O9相。樣品的磁化率曲線結果表明其具有明顯的抗磁性轉變，且抗磁信號遠遠大于現(xiàn)有的普通抗磁性材料。這種抗磁性轉變目前資料范圍

3、內(nèi)，用超導轉變理論來解釋較為合適。名義組分為Lal-xCaxCrO3樣品的XRD與磁化率曲線的結果表明:除可能存在正交的超晶格相La2CaCr3O9(x=0.33)外，還可能存在同樣具有抗磁性轉變的正交超晶格相La4CaCr5O15(x=0.2)和LaCaCr2O6(x=0.5)。實驗中多晶樣品的輸運測量結果表明，La0.67Ca0.33CrO3，La0.8Ca0.2CrO3和La0.5Ca0.5CrO3均可能是高度電輸運各向異性的材料

4、，多晶樣品的電阻信號主要來源于無序的晶界。La0.8Ca0.2CrO3的多晶樣品在0T、1T下的電輸運測量結果表明，晶界電阻在181K以下出現(xiàn)由晶粒抗磁性轉變引起的負磁阻效應，并在金屬半導體轉變后出現(xiàn)高達500倍的電阻跳躍。如此大的電阻跳躍，目前資料范圍內(nèi)，用超導電子的隧穿效應來解釋較為合適。Y，Sm元素完全取代La0.67Ca0.33CrO3中的La可能會形成超晶格的正交Y2CaCr3O9以及Sm2CaCr3O9相，從而表現(xiàn)出非常強的

5、抗磁性。而Ce完全取代La0.67Ca0.33CrO3中的La不能形成超晶格的正交Ce2CaCr3O9，該樣品中也沒有出現(xiàn)抗磁性轉變。這從另一方面說明，我們所有樣品中抗磁性轉變確實與超晶格結構有關。
　　綜上所述，可能存在著具有抗磁性轉變的超晶格材料如La2CaCr3O9、La4CaCr5O15、LaCaCr2O6、Y2CaCr3O9和Sm2CaCr3O9等。這些材料中的抗磁性轉變在現(xiàn)有的文獻資料范圍內(nèi)，用超導轉變來解釋相對比較合