LCMO系列材料電磁輸運特性的理論模擬.pdf

1、堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物中發(fā)現(xiàn)的龐磁電阻（Colossal Magnetoresistance，CMR）效應對科學研究和實際應用都具有很大的價值，這激發(fā)了人們對這類化合物的廣泛興趣。由于該體系是自旋、電荷、軌道相關的強關聯(lián)體系，因此這類體系中存在著多種相互作用，多種相互作用的互相耦合和競爭使得這類體系產(chǎn)生了各種復雜的物理現(xiàn)象，反映在電磁輸運特性方面（主要包括阻溫特性和磁電阻特性），人們發(fā)現(xiàn)了金屬-絕緣體（M-I）的轉變以及CM

2、R效應。對于這一體系電磁輸運特性的物理起因人們提出了不同的理論模型，雙交換（Double Exchange）模型唯象的解釋了其M-I轉變和本征CMR效應，但定量解釋其阻溫特性和磁電阻（MR）則需要考慮到Jahn-Teller效應（電子-聲子相互作用），但即便如此，仍不足以進行精確的定量模擬。
　　 單晶體堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物中的電磁輸運特性人們已經(jīng)研究的比較多也相對比較透徹，但是，對于多晶樣品，由于晶界效應的影響，

3、其電磁輸運特性又表現(xiàn)出更復雜的現(xiàn)象，如阻溫特性曲線M-I轉變溫度TP隨晶粒尺寸大小的變化，低場磁電阻效應（Low Field Magnetoresistance，LFMR）等，使得對多晶樣品的理論模擬更加困難。不僅如此，對于這類材料實際應用的期待使得人們探索各種材料與這一體系材料的復合體系，這種做法使得人們合成了越來越多的復雜體系，它們既保存著部分本征的電磁輸運特性，同時由于晶界效應和新物質(zhì)的介入產(chǎn)生了更加豐富的電磁輸運特性，如阻溫特性

4、曲線中的雙峰現(xiàn)象等，其理論模型也越來越多樣。
　　 本文的重點內(nèi)容是以La2/3Ca1/3MnO3體系為例，分別研究了其單晶、多晶和La2/3Ca1/3MnO3/ZnO復合體系樣品的電磁輸運特性，并且采用理論模型進行模擬，以期尋找一種盡量普適的理論模型來對這一體系的電磁輸運特性進行解釋。
　　 本論文主要包括以下幾個方面：
　　 第一章對堿土金屬離子摻雜的錳基鈣鈦礦氧化物體系的晶體結構、電子結構、磁性、本征電磁輸

5、運特性及其機理、非本征電磁輸運特性及機理做了簡要的概述。
　　 第二章介紹了低溫電磁輸運性質(zhì)測試系統(tǒng)的研制，本文中所用有關電磁輸運方面的實驗數(shù)據(jù)均是在本系統(tǒng)中測試完成的。
　　 第三章則從實驗上討論了采用球磨和固相反應綜合的方法制備的La2/3Ca1/3MnO3多晶陶瓷樣品的微結構和電磁輸運性質(zhì)，通過研究由此方法制得的樣品，發(fā)現(xiàn)了通過改變不同的燒結溫度使得多晶樣品的顆粒尺寸發(fā)生變化，隨著顆粒尺寸的減小，系統(tǒng)呈現(xiàn)出很大的L

6、FMR效應，并與傳統(tǒng)溶膠-凝膠（Sol-gel）方法制備的多晶樣品對比分析了顆粒邊界的影響。
　　 第四章采用基于相分離的逾滲理論（隨機網(wǎng)絡電阻模型）對La2/3Ca1/3MnO3單晶樣品的電磁輸運特性進行了理論模擬，并與實驗結果進行比較，并從物理機理上對這一理論模型進行說明。
　　 第五章討論了La2/3Ca1/3MnO3多晶樣品的電磁輸運特性，由于引入了顆粒邊界效應，因此表現(xiàn)出非本征的電磁輸運特性，通過調(diào)節(jié)隨機網(wǎng)絡電