稀土锰氧化物的溶胶凝胶合成与磁性能研究(2)

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1.4 ErMnO3的制备 5

1.4.1 高温固相法 5

1.4.2 溶胶凝胶法 7

1.4.3 水热法 8

1.5 课题研究的目的和意义 9

2 实验过程 10

2.1 溶胶凝胶法介绍 10

2.1.1 基本原理 10

2.1.2 实验反应的原理以及原料配比计算 11

2.1.3 实验所需药品 11

2.1.4 实验所需仪器和设备 12

2.2 ErMnO3粉体的制备 13

2.2.1 ErMnO3粉体制备 13

2.2.2 Cr掺杂的ErMnO3粉体制备 14

2.2.3 ErMnO3粉体的表征 14

3 实验结果与讨论 16

3.1 XRD物相分析 16

3.1.1 ErMnO3的XRD物相分析 16

3.1.2 ErMn1-xCrxO3的XRD物相分析 17

3.2 ErMnO3粉体的磁性分析 21

3.3 ErMnO3粉体的TEM形貌分析 21

4 结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 文献综述

1.1 前言

现代电子磁性材料的研究都集中在多功能特性，旨在对发展高密度，非易失性，以及低能量消耗大量信息存储设备。特别是多铁材料，多铁材料一般同时具有铁电性和铁磁性。而其中控制磁特性的可能与电场和介电性能受磁场在不同类型的化合物研究，特别是在稀土锰氧化物AMnO3（A-稀土）的研究领域日益升温，其中关于稀土锰化物的磁性能研究更是近年来的热点问题。

稀土锰氧化物，即钙钛矿结构锰氧化物由于表现出非常大的磁电阻效应和丰富的物理内涵，如伴随着导电性的转变磁相变表现出相应的转变，电荷序，轨道序，自旋序，晶格效应，双交换作用以及John-Teller效应以及它们之间的相互藕合等等，从而激发了人们对它的巨大兴趣。从二十世纪五十年代起，Jonker和VanSanten通过掺杂LaMnO3对该系列材料的的磁性和导电性进行了研究，发现磁性与电子输运之间存在密切的关系[1]。掺杂导致的低温下的反铁磁与铁磁、绝缘体与金属导体性质的转变现象，La0.7Ca0.3MnO3磁电阻的大小和样品的磁化强度成正比，因此认为铁磁性与金属导电性有巨大的关联[4]。人们为了获取更现实的应用目的，尝试通过各种手段来对锰氧化物进行掺杂和改性，其中包括对A位进行碱金属掺杂，引入多重价态离子以及对B位Mn离子的替代。其中Fe3+离子由于其半径与Mn3+离子相近，不会引起晶格变形等优势被视为研究稀土锰化物重要方向。

稀土锰氧化物由于其载流子自旋极化率接近100%，且在铁磁转变居里温度附近表现出巨磁阻效应（指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象）引起人们的广泛兴趣,而镧系稀土锰氧化物更是备受关注。研究发现，多晶锰氧化物在较低磁场下仍然能够表现出较好的低场磁电阻效应。近年来,发展前景良好的传感器材料和钙钛矿结构稀土锰氧化物的磁卡效应研究再次引起广泛关注。大部分稀土元素的磁矩都很高，有利于产生大的磁熵变，但居里温度偏低。人们普遍认为，利用掺杂使锰氧化物的居里温度接近理想值，同时又保持其具有大的磁熵变这一特点，有可能取得新的突破。