Введение 3
Глава 1 6
Получение и свойства манганитов перовскитов 6
1.1. Структура 6
1.2. Технологии получения 10
1.3. Колоссальное магнитосопротивление 12
1.4. Прыжковая проводимость 15
1.5. Магнитные свойства 20
Выводы к первой главе 25
Глава 2 26
Методика эксперимента 26
2.1. Технология получения образцов 26
La0,5Ca0,5Mni-xFexO3 26
2.2. Исследование фазового состава 26
2.3. Методика исследования 27
2.4. Описание эксперимента 27
2.5. Результаты эксперимента 28
Глава 3 29
Обработка результатов измерений 29
3.1. Методы расчётов 29
3.2. Результаты расчётов 30
Заключение 32
Список литературы
В настоящее время активно проводятся исследования неупорядоченных систем, одним из примеров которых являются легированные полупроводники, прочно занимающие одно из центральных мест в современной физике конденсированного состояния и служащие популярной основой для экспериментальных и теоретических работ вот уже несколько лет [1].
Сложнооксидные соединения со структурой RBO3, включающей редкоземельный элемент R и переходный металл B, обладают прекрасным сочетанием свойств, которыми легко управлять при помощи
целенаправленного легирования. Это обеспечивает им широкое применение в науке и технике [2].
Основной интерес к этим соединениям прикован в связи с тем, что в них наблюдается эффект колоссального магнитосопротивления (КМС), который заключается в том, что при помещении образцов в магнитное поле их сопротивление способно изменяться на несколько порядков. Интересно, что в таких соединениях действуют зависимости между легированием, электропроводностью и ферромагнетизмом. Ферромагнетизм при этом можно получить в исходно диэлектрических соединениях легированием. Манганитам присуща внутренняя негомогенность, обусловливающая разнообразные виды фазового расслоения. Отсюда — наличие фазовых диаграмм, на которых наблюдается разнообразие фаз с необычным спиновым, зарядовым, решеточным и орбитальным упорядочением и цепочки фазовых переходов в зависимости от концентрации легирующего элемента, изменения температуры и приложения внешнего магнитного поля [3].
В качестве примера можно привести соединения типа Lai.xAxMnO3, где А - двухвалентный элемент. При изменении концентрации x элемента A в широких пределах от 0 до 1 можно наблюдать резкие изменения магнитных свойств: система будет проходить через цепочку фазовых переходов и при этом будут изменяться магнитное, структурное и электронное упорядочения. При этом КМС будет наблюдаться в том интервале концентраций x, где имеется ферромагнитная металлическая фаза. Максимальный эффект колоссального магнитосопротивления будет проявляться в окрестностях температуры Кюри Тс.
В процессе создания магистерской диссертации методом стандартной твердофазной реакции были приготовлены образцы манганитов перовскитов с составами Lao.sCao.sMni-xFexOs, где х=0.6; 0.7; 0.8; 0.9.
Прессованные и отожжённые таблетки перовскитовой керамики были подвергнуты механической обработке с целью подготовки к измерениям электропроводности и магнитосопротивления. Измерения были проведены в диапазоне температур 10-300К и с применением постоянного магнита 1 Тл. В образцах, содержащих избыточное количество железа был обнаружен отрицательный эффект магнитосопротивления. При уменьшении концентрации железа сопротивление образцов практически перестаёт реагировать на приложение внешнего магнитного поля, что согласуется с литературными данными о замещении ионами Fe3+ ионов Mn3+ и, следовательно, с нарушением механизма двойного обмена в манганитах перовскитах La1.yCayMn1.xFexO3. Об этом свидетельствуют графики зависимости сопротивления и магнитосопротивления от температуры для Lao.sCao.5Mni-xFexO3, х = 0,6; 0,7 они становятся почти идентичны друг другу. Дальнейшее увеличение концентрации железа приводит к появлению новой магнитной фазы, что подтверждается результатами рентгенофазового анализа. Поведение температурных зависимостей сопротивления и
магнетосопротивления при низких температурах меняется, что тоже свидетельствует о появлении новой магнитной фазы в образцах La0.5Ca0.5Mnb xFexO3, х=0.8; 0.9.
Из этого можно сделать вывод, что методом традиционной твёрдофазной реакции нами были получены образцы La0.5Ca0.sMn1.xFexO3 х=0.6; 0.7; 0.8; 0.9, проведен рентгенофазовый анализ, определены параметры элементарной ячейки основных фаз, установлено появление дополнительной фазы при высоких содержаниях железа. Полученные результаты исследования электропроводности и магнетосопротивления коррелируют с результатами рентгенофазового анализа и свидетельствуют о появлении дополнительной магнитной фазы. Интерес для дальнейших исследований представляют образцы с высокими концентрациями железа x > 0.8. Для детального
исследования влияния легирования железом на La0.5Ca0.sMn1.xFexO3 в области зарядового упорядочения La/Ca=0.5/0.5 необходимо провести исследование температурной зависимости намагниченности в широком диапазоне температур и составов, возможно включая состав с полным замещением марганца на железо.
Обобщая результаты магистерской диссертации, можно сказать, что поставленные задачи были выполнены.
