《双钙钛矿la2nimno6的纳米尺寸效应研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双钙钛矿la2nimno6的纳米尺寸效应研究（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国科学技术大学 硕士学位论文 双钙钛矿LaNiMnO的纳米尺寸效应研究 姓名：赵爽怡 申请学位级别：硕士 专业：凝聚态物理 指导教师：石磊 20100501 摘要 摘要 具有钙钛矿结构的锰氧化物因为其丰富的物理性质和其潜在的应用前景吸 引了众多学者的关注，而将其制作成为纳米材料的又会使其物理性质和化学性质 变的更加丰富。在这篇论文中，我们用溶胶凝胶的方法合成纳米尺度的双钙钛矿 L a 2 N i M n 0 6 材料，从纳米尺寸变化的角度分析其结构、磁性质、E S R 以及拉曼光 谱的性质，并取得了一些有意义的实验结果。具体内容如下所示： 第一章，扼要介绍了钙钛矿锰氧化物的一些性质。例如钙钛
2、矿锰氧化物的晶 体结构、电子结构、输运以及巨磁电阻方面的性质。介绍了这类材料研究的发展 现状和前景。 第二章，介绍了近期双钙钛矿L a 2 N i M n 0 6 和L a 2 C o M n 0 6 研究方面取得的进 展，总结了其独特的物理性质。通过溶胶凝胶方法合成了这一类纳米材料，并通 过X 射线衍射的方法对其进行了结构方面的分析，发现五个不同尺寸的纳米样品 都归属正交结构，并且晶格常数并没有随尺寸的变化而有显著的变化。通过透射 电镜我们确定了颗粒的尺寸，发现同x 射线衍射所得晶粒尺寸是致的。通过高 分辨电镜观察我们发现，样品中并没有出现在一些双钙钛矿薄膜中发现的孪晶畴 结构。 第三章，通
3、过变温的磁化率曲线，我们发现随着L a 2 N i M n 0 6 颗粒尺寸的降低， 体系中无序的比率越来越大，这体现在：较高的居里温度T c l 降低，而T c 2 则升高； 出现了一种类玻璃态行为，并且T P 的值也升高；同时场冷和零场冷曲线之间的也 出现了明显的分叉。通过低温下饱和磁化率的测量发现，其反铁磁的比例在体系 中没有发生明显变化。我们通过测量1 6 n m 和5 7 n m 的材料发现，其E S R 信号也表 现出了同块材明显的不同，即出现了明显的短程有序转变温度T 宰位置的移动。 同时我们对低温下的E S R 信号进行了双峰拟合，发现用简单的核壳模型不能对其 现象进行解释，从
4、而证明了体系物性的复杂性。 第四章，我们对所有的五个不同颗粒尺寸L a 2 N i M n 0 6 样品在室温下进行了拉 曼光谱的测量。通过对5 3 5 和6 7 0 c m o 两个主峰的观察发现，随着晶粒尺寸的减 小，这两个主峰的频率分别出现了蓝移和红移现象：同时两个主峰的半高宽也随 着晶粒尺寸的降低而增大。引起这些行为的原因可以用 M n 4 + + N i 2 + 叫M n 3 + + N i 3 + 引入J a h n T e l l e r 离子来解释，这同第三章所得出的磁 性质变化规律是一致的。 关键字：双钙钛矿纳米尺寸效应有序和无序结构居里温度J a h n T e l l e
5、 r 畸 变 A b s t r a c t Ab s t r a c t T h e r ei sas u r g eo fi n t e r e s ti n p e r o v s k i t em a n g a n i t eb e c a u s eo fi t sm u l t i p l e p h y s i c a lp r o p e r t i e sa n dp o s s i b l ea p p l i c a t i o n I tw o u l dp r e s e n tm o r en o v e lp r o p e r t i e s w i t hd
6、 e c r e a s i n gi t sp a r t i c l e st on a n o s c a l e I np r e s e n tw o r k ，t h es o l - g e lm e t h o dw a s u s e dt os y n t h e s i z eL a 2 N i M n 0 6n a n o p a r t i c l e s ，a n dw ei n v e s t i g a t et h e i rp r o p e r t i e so f t h es t r u c t u r e ，m a g n e t i s m ，E
7、S Rs i g n a la n dR a m a ns p e c t r u m I nC h a p 1 ，w ei n t r o d u c es o m eb a s i cp r o p e r t i e so fp e r o v s k i t em a n g a n i t e ， g e n e r a l l y F o re x a m p l e ，t h em a t e r i a l s s t r u c t u r e s ，s t r u c t u r e o fo u t e re l e c t r o n s ， t r a n s p o
8、 r t a t i o np r o p e r t i e s ，a n dt h ec o l o s s a lm a g n e t r o r e s i s t i v i t ye f f e c t ，a sw e l la st h e p r o m i s i n ga p p l i c a t i o n I nC h a p 2 ，w ei n t r o d u c es o m eb r e a k t h r o u g hi nt h er e s e a r c ho f d o u b l ep e r o v s k i t e L a 2 N i
9、M n 0 6a n dL a 2 C o M n 0 6 ，a n ds u m m a r i z es o m eb a s i cp r o p e r t i e s T h r o u g ht h e i n v e s t i g a t i o no fL a 2 N i M n 0 6n a n o p a r i t c l e s ，w h i c ha r es y n t h e s i z e db yt h es o l - g e l m e t h o d ，w eo b t a i nf i v es a m p l e sw i t hd i f f e
10、 r e n tg r a i ns i z e s T h es t r u c t u r a l s t u d i e s r e v e a lt h a tt h eo r t h o r h o m b i cs t r u c t u r ef i tt h eX R Dp a R e r n sw e l l ，a n dt h el a t t i c e p a r a m e t e r sd on o tc h a n g et o om u c hw i t hd e c r e a s i n gt h ep a r t i c l es i z e s T h
11、er e s u l t s o b t a i n e df r o mT E Ma r ec o n s i s t e n tw i t ht h eg r a i ns i z ed i s t r i b u t i o ng a i n e df r o mX R D p a t t e r n s H i g hr e s o l u t i o n T E MW a sa l s ou s e d ，w h i l en ob i - d o m a i ns t r u c t u r ew a s o b s e r v e d I nC h a p 3 ，t h et e
12、 m p e r a t u r ed e p e n d e n c eo fD Cm a g n e t i z a t i o nf o rL a 2 N i M n 0 6o f d i f f e r e n tp a r t i c l e ss i z e sw a sm e a s u r e d ，a n di ti sf o u n dt h a tt h er a t e so fd i s o r d e r e d v o l u m ei n c r e a s ew i t hd e c r e a s i n gt h ep a r t i c l e ss i
13、 z e s T h eh i g h e rC u r i et e m p e r a t u r eT e l s h i f t st ol o wt e m p e r a t u r es i d ew h i l et h eT c 2s h i f t st ot h eo p p o s i t es i d e T h e r ea r ea l s o t h eo c c u r a n c eo fg l a s s l i k eb e h a v i o r s ，a n dt h eT ps h i f t st ot h eh i g h e rt e m p
14、 e r a t u r es i d e I t i sd e d u c e dt h a tt h er a t e so fd i s o r d e r e dv o l u m ea r en o tc h a n g e dg r e a t l yb ya n a l y s i n g t h es a t u r a t i o nm a g n e t i z a t i o nf o rt h ef i v ed i f f e r e n ts a m p l e s E S Rs i g n a l si n d i c a t et h a t ， f o r16
15、 一n ma n d5 7 一n mL a 2 N i M n 0 6s a m p l e s ，t h e r ea r ed i s t i n g u i s h e dp r o p e r t i e s ， c o m p a r i n gw i t ht h eb u l ks a m p l e s ，b e c a u s et h e yh a v ed i f f e r e n tT 幸，w h i c hi n d i c a t e st h e t r a n s i t i o no fs h o r t - r a n g eo r d e r I nC
16、h a p 4 ，R a m a ns p e c t r u mW a su s e dt oi n v e s t i g a t et h ec h a n g e so ft h et w om a i n p e a k s ，w h i c ha r ea r o u n d53 5a n d6 7 0 c m 一1 ，r e s p e c t i v e l y W i t hd e c r e a s i n gt h ep a r t i c l e s s i z e s ，b l u ea n dr e ds h i f t sa r ef o u n dr e s p e c t i v e l y , w h i l et h eF W H Mi n c r e a s e A l lt h e r e s u l t sc o u l db eu n d e r s t o o db yt h ei n c r e a s eo fJ a h n T e l l e ri o n sw h i
