《lao67sr、033+mn09+tm09+tm+01+o+3（tmfeni）的磁性和磁输运特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《lao67sr、033+mn09+tm09+tm+01+o+3（tmfeni）的磁性和磁输运特性（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、L a o .6 7 S r o .3 3 M n o .9 I M o . i 0 3 ( T M = F e ,N i) 的磁性和磁输运特性 陈 新“ ， 王 志 宏“ 王 强“ 蔡 建 旺“ 沈保 根“ a中 国 科 学 院 物 理 研 究 所授 聚 态 物 理中 心 磁 学 国 家 重 点 实 脸 室北 京1 0 0 0 8 0 中 国 科 学 技 术 大 学 物 理 系合 肥2 3 0 0 2 6 按 照 Z e n n e r 等 人 提 出 的 双 交 换 模 型11,21 ， 对 于 钙 徽 矿 结 构 锰 氧 化 物R e l - s A x M n 0 3 ( R e 为
2、稀土 离 子 ，A为 碱 士 离 刊 中 ，M n 位 上 的 召 杆 e 将 直 接 影 响 存 在于M n 3 + - 0 2 - - Mn 4 +之间的双交换作用. 在传统的钙铁矿锰氧化 物磁电 阻材料如 L a o .6 7 S r o .3 3 Mn O 3 中。 通过其它磁性离子对M n离子进行系 统替 代， 将对考 察双 交换作用 的物理本质及产 生巨 磁电阻效应的 物理机制 有重 要意义. 本文通过选用能 和 L a 3 十形成称定 A B 0 3化 合 物的 两 种 过 渡 族 磁 性离 子F e 3 + 和N i 3 + , 研 究 它 们 在 等 量 替 代 L a O
3、. 6 7 S r o .3 3 M n 0 。 中 M n 3 + 离 子 以 后 体 系 的 磁 性 及 磁 输 运 特 性 我 们 发 现 虽 然 等 量 的F e 和N i 对M n 替 代 以 后能够使 相同程 度的 双交挽 作用被终 止， 但是由 于F e 和Mn 之间，N i 和Mn之间存 在不同的磁相互作用， 使得两个体系在磁性和 磁输运特性上表现出较大的 差异， 对存在 差异田佩 囚近打 7仃v t 样品L a o .6 7 S r o .3 3 M n o .g F e o ,5 0 3 ( L S MF O ) , L a o .6 7 S r o .3 3 M n o
4、. g N i o .i 0 3 ( L S MN O ) 和 未进 行 渗 杂的L a o .6 7 S r o . 3 3 M n O 3 ( L S M O ) 的 制 备 采 用 传 统 im 相 反 应 方 法， 将 L a .2 0 3 , S r C 0 3 , Mn 0 2 , F e 2 0 3 以 及 N i 2 0 3 按化学成分 严格配比， 充分混合研磨后在8 0 0 0 C进 行预烧2 4小时， 然后在 1 3 0 0 0 C烧结9 6 小时. 利用X射线衍射检侧样品的单相性. 磁 性测量在提拉样品 磁强计 和S Q U I D上进行.电 阻的 侧量采用标准的四引 线
5、方法， 外加 磁场方向与测试电流方向平行. 更.遥9牙“公.，感 乃20“1050 了M州 N汤 一.台七号节二.生 贝1 加1 5 0 2 加2 5 0 3 阅 T .户 幽 民( K i 图1 . 电阻随 滋度变化关系及热磁曲线 X射线 衍射分析表明 样品具有很好的单相 性， 指标化结果显示 所有祥品均为菱方钙 钦矿结构， 并且由予F e 3 + , N i3 +和M n - +的离 子半径非常相近， 它们的晶格参数相差不 大图1 为 L S MF O和 L S MN O的热磁曲 线94及电阻率随温度变化的关系 我们 发现 掺人 F e 的 L S M F O中 ，居里温度从L S M O
6、的3 6 5 K下降到 2 6 5 K ， 而L S MN O的居 里温 度为2 9 2 K ， 下 降幅度 较小. 在 L S M F O和 L S MN O在各自 的 从脚磁到铁磁转 变的 区 域 中 。 均 发 现 了 金 属一 绝 缘体 转 变 . 对 于L S M F O , T 一 几、 7 0 K ， 在。 . 5 T 附 近电 阻 温 度 系 数 为豁二 8 .2 1 rn 12 c m / K ， 电 阻 率 为， 二， 2 7 m S2 -c m ;L S M N O中 则 分 别 为 5 2 K , 券= 2 . 3 5 + n Q . c r n / K , p =0
7、. 4 3 3 r n Q .c v v a . 前 者明 显 大 于 后 者 碑 早期以 及近 期的研究工作表明，( L 而在L a ( M n N i ) 0 3 中，N i 和Mn 之间为铁磁性栩合 1 5 1我 们 认 为 在 类 似的 体系( L a S r ) ( M n T M ) 0 3 ( T M = F e , N i ) 中 ，F e 与M n , N i 与M n 之间 也存在上述 体系中相似的磁相互作用. 在 L S M F O和 L S MN O中 ，等量的Mn 3 十 被F e 3 +和N i 3 +所替 代， 导致相同程度的双 交换作用被终结， 但由于 此时F
8、e 和M n之 间存 在反铁磁超交换作用，而N i 和M n之间 存在铁磁超交换作用， 使得在L S M F O体 系中 铁磁性受到更多的抑制， 这种差异反应在两 者的 居里温度上相对于未移杂时下降幅 度的 不同 在 L S M F O中 正是由 于 F e 和Mn 之间 存在的反铁磁辐 合， 使局域M n离子 自 旋间 有较大的央角， 增加了电子在Mn 3 +和M n 4 +之间跳跃的动能. 从而使其在输运 行为 表现上与S MN O有 较明显的差异. 厂 0 .a +，一，一了 一尸，尸， 一，丫一 0加初6 0 0加4 0印0 2 0 4 0印 mn g m fi c F dd ( k
9、O c ) 图 2 . 电阻随外场变化曲线 图2 为L S MF O和 L S MN O在不同 温度下电 阻随外场变化曲线. 在 5 K时低场下 可以清楚 地看到有一 个电阻率随外场迅速下降的区 域， 这是由晶 位间 的电 子自 旋极化隧 穿效应造 成的 磁电阻现 象， 在低温下 很明显 的这种效应在温度升高时 逐渐减弱消 失. 在 高场区， 从整个温区内均可以明显看到L S MF O的磁电阻要大于 L S MN O的磁电阻. 在 锰氧化物中，高场下的磁电阻在低温下，一般认为是在随外场增加时，电阻随晶狡内部 局 域 态M n 离 子 之 间 的自 旋 倾 斜 夹 角 减 小 而 降 低1 6
10、) ; 而 在 低 于T 。 的 高 温区 ， 则 可 认 为 是由于自 旋涨落 被抑制导致电阻下降. 因为F e 和Mn 之间 是反铁磁栩合， 而N i 和Mn 之间 是铁磁荆合， 实脸中 选取的三个温度下， 这两种与自 旋相关的散射在L S M F O中比 在 L S MN O中表现更为强烈，因此 在外 场的 作用下，前 者能 获得较大的电阻值. 致谢， 本文得到国家自 然科学基金的支助. 卜 参 考 文 献 1 C .Z e n e r , P h y s . ft e v . 8 2 , 4 0 3 ( 1 9 5 1 ) 2 P . W . A n d e r s o n ,e t
11、a l . , P h y s . P e v . 1 0 0 , 6 7 5 ( 1 9 5 5 ) (3 L K . L e u n g 。 a l . , P h y s . B te v .B 1 3 , 4 0 6 9 ( 1 9 9 6 ) (4 1 J . W.C a i , e t a L , A p p l . P h y s . L e t t . 1 7 1 , 1 7 2 7 ( 1 9 9 7 ) 5 J . B .G o o d e n o u g h , e t a l . , P h y s . P e v . 1 2 4 ,3 7 3 ( 1 9 6 1 ) 6 ) H . L .J u , e t a l ., P h y s . ft e v .B 5 1 , 6 1 4 3 ( 1 9 9 5 )
