磁性材料Pr-,1-x-Sr-,1+x-CoO-,4-的晶體結構、輸運和磁性質研究.pdf

1、本論文主要討論的是Ln<,1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>(Ln=La，Nd and Pr)的晶體結構和電磁性質。主要內容安排如下： 第一章概述了鈣鈦礦的基本物理性質，特別是層狀鈷類氧化物的晶體結構和電磁行為，包括Ruddlesden-Popper的結構特征，Jahn-Teller效應、鈷離子在四方晶系的自旋態(tài)、以及電磁性質隨CoO<,2>導電層數(shù)的變化規(guī)律。 第二章主要研究Pr<,1-x>Sr<,1+x>CoO<

2、,4>(O≤x≤0.5)的晶體結構及隨摻雜濃度和溫度的變化關系。室溫XRD測量發(fā)現(xiàn)隨Sr含量的增加晶胞參數(shù)和鍵長都有些變化，這與離子半徑較大的Sr<'2+>離子(112 pm)替代半徑較小的Pr<'3+>離子(101 pm)對應。拉曼和紅外光譜中各振動模的震動頻率隨摻雜量的變化關系與晶體鍵長的變化規(guī)律基本一致，說明振動模隨摻雜量的頻移主要是離子間庫侖力的變化引起。 第三章利用電阻率、熱電勢、磁阻、磁化率、磁滯回線等研究了Pr<,

3、1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>(x=0.2，0.3，0.5)的輸運和磁性質。該材料在測量溫度輸運性質顯示半導體行為，高溫部分滿足熱激活模式。隨溫度的降低樣品經(jīng)歷了順磁態(tài)到Griffiths相，再到鐵磁態(tài)，最后到團簇玻璃態(tài)的轉變：兩種價態(tài)的鈷離子，Co<'3+>和Co<'4+>，在順磁區(qū)都處于中自旋態(tài)；比較相同結構的其它稀土金屬摻雜的鈷氧化物的磁性質，我們認為Pr<,1-x>Sr<,1+x>CoO<,4>豐富的磁性質主要是由鐠離子