Fe离子掺杂对Lao．67 CaO．33 Mn1－x Fez - 物理与工程技术学院.PDF

维普资讯 第36卷 第 4期 河南师范大学学报(自然科学版) Vo1．36 No．4 2008年 7月 JournalofHenanNormalUniversity (NaturalScience) July．2008 文章编号 ：1000—2367(2008)04—0060—04 Fe离子掺杂对 Lao．67CaO．33Mn1--xFez03体系 晶体结构、输运性质的影响 魏桂森 ，徐勇光 ，张 星。，常方高 ，王海英 (1．河南师范大学 物理与信息工程学院，河南 新乡 453007；2．黔西南民族师范高等专科学校 物理系，贵州 兴义 562400) 摘 要 ：采用固相反应法制备了La Ca 。Mn…FeOa(o 0．2)系列样品．实验研究了Fe离子掺杂稀土 锰氧化物 Lao Cao。。MnO。的电输运性质 、微观结构和导电机制．结果表明：样品高温下导电遵从 Mott变程跳跃机 制；相同温度下烧结的样品，体系电阻率急剧增加 ，绝缘一金属转变温度 T 向低温方向移动．相同Fe替代含量的样 品，在 1200℃、1250℃、1300℃ 3个不 同烧结温度下，晶格常数 C变化不大，晶格常数 a、b和 晶胞体积随着烧结温 度的升高而减小 ，晶体颗粒和体系电阻率随着烧结温度的升高而增大，绝缘一金属转变温度 T。”向高温方向移动． 关键词 ：输运性质；Mott变程跳跃；CMR 中图分类号：TM27 文献标识码 ：A 近年来 巨磁电阻效应 (GMR)和隧道磁 电阻效应 (TMR)的发现导致 自旋电子学兴起和 自旋 电子产业的 迅猛发展．目前最具潜力的巨磁电阻材料有 NiMnSb，CrO 和锰氧化物 La。 Ca。瑚MnO3，La。 Sr。． 。。M nO。 等，成为凝聚态物理研究的重要课题 1【j．为描述 CMR效应的起源 ，人们提出了各种理论模型，其中比较成 功的是双交换作用和Jahn—Teller效应 ．但是 Nagaev认为，Jahn—Teller效应不是产生 CMR效应 的起源 ， CMR与影响材料局域磁性的磁性杂质的相互作用有关 ]．Wagner等人认为 ，CMR效应的起源与电荷载流 子在 自旋团簇间的自旋相关跳跃L5]．利用在 Ln位和Mn位掺杂研究不同尺寸和价态的离子对材料结构和电 磁特性的影响是材料研究的重要手段．本文选用磁性离子 Fe替代稀土掺杂锰氧化物 La。．Ca。。。Mn一Fe O。中Mn离子 ，研究了材料的微观结构及输运性质． 1 实 验 使用固相反应法 ，制备了名义成分为 La。．Ca。．。。Mn一FeO。(其 中oG 0．2)的一系列样品．按化学 计量配比将 Laz0。(99．9 )、CaCO。(99．9 )、MnOz(99．99 )、Fe。O。(99．0 )进行精确称量 (LaO。易潮 解 ，称量前在 500。C保温 4h除去水分)，经充分混合研磨后，将其置于高温炉 中，在 1100。C空气 中预烧 12h，二次研磨后在 1100℃空气 中预烧 12h，再次充分研磨后压成直径为 13mm 的圆片 ，然后分别在 1200。C、1250。C、1300。C空气中烧结 12h，随炉冷却至室温． 采用德 国布鲁克公司D8ADVANCE型 X射线粉末衍射仪 (Nifilter，Cu—K。)测定晶体结构和相 的纯度 ， 测试角度范围为 10。～8O。，步长是 0．02。．用美国AMARY公司 1000B型扫描电子显微镜测定样品的微观 图像．零场和磁场下电阻率用标准的四引线方法测量，温度范围为 100K至室温． 2 结果与讨论 2．1 XRD 图 1所示是 一0．1样品在 1200℃、1250。C、1300℃烧结温度下的XRD，没有观察到与Fe相关的其 它杂相的存在 ，所制备的样品皆为单相，呈钙钛矿正交结构．由于所有样品La。 Ca。 Mn一 Fex0。(一0， ． ， 。。 收稿 日期 ：2007～09—1O 基金项 目：国家 自然科学基金；河南省教育厅 自然科学基金(20071400