Исследование электро- и теплофизических свойств манганитов La1-xAgyMnO3 (y≤x)

• Автор: Гамзатов, Адлер Гудретдинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА I. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МАНГАНИТАХ (Обзор)

1.1. Кристаллическая и магнитная структуры манганитов

1.1.1. Экспериментальные фазовые диаграммы манганитов К|.хАхМп()з

1.2. Манганиты допированные одновалентными ионами

1.2.1. Структура и магнитно-фазовая диаграмма системы Lal.xAgxMnOз

1.2.2. Химические и структурные характеристики

1.3. Электросопротивление манганитов Ьа|.хАхМпОз (А=К, Ag...)

1.4. Температурная зависимость термоэдс манганитов

1.5. Теплоемкость манганитов в области фазовых переходов

1.6. Теплопроводность и термодиффузия и манганитов
ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
2.1. Методики измерения теплоемкости и термодиффузии
2.2. Методика измерений электропроводности, термоэдс и теплопроводности
стационарным методом
2.3 Методика измерения магнитокалорического эффекта
ГЛАВА III. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ МАНГАНИТОВ La1.xAg.MnO3
3.1. Характеристики образцов
3.2. Электросопротивление
3.3. Термоэдс
ГЛАВА IV. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ МАНГАНИТОВ La1.xAg.MnO3
4.1. Теплоемкость манганитов Еа|.хА§уМп03 (у<х)
4.4.1. Критическое поведение теплоемкости
4.2. Термодиффузия (температурапроводность) и теплопроводность манганитов Гаь
хА§уМп03 (у—х)
ГЛАВА V. МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАНГАНИТОВ Еа,.хАёуМпОз (у<х)
5.1. Магнитокалорический эффект: теория и методы исследования
5.2. Магнитокалорический эффект в манганитах допированных одновалентными ионами (обзор)
5.3. Результаты исследования МКЭ в манганитах Еаі-хА§уМпОз
Основные результаты и выводы
Литература

Введение
Актуальность. Продолжающийся интерес исследователей к изучению физических свойств перовскитных манганитов обязан прежде всего обнаруженному в них эффекту колоссального магнитосопротивления (КМС), который может найти, а в некоторых случаях уже находит, практическое применение при решении конкретных задач в информационных технологиях. Исследования последних лет в манганитах выявили и ряд новых эффектов с прикладными аспектами, такие как наличие большого магнитокалорического эффекта, что позволяет использовать их в качестве рабочего тела при создании твердотельных экологически чистых магнитных холодильников.
В то же время манганиты представляют собой превосходный модельный объект для исследования фундаментальных физических свойств сильно коррелированных электронных систем. Как показывают исследования последних лет, в манганитах проявляется глубокая взаимосвязь магнитной, решеточной и электронной подсистем твердого тела. К тому же оказалось, что в манганитах магнитные и обменные взаимодействия являются ведущими и определяют электронные и решеточные свойства кристалла, следствием чего является богатая фазовая диаграмма манганитов.
Несмотря на обилие теоретических моделей и большой объем накопленного экспериментального материала, механизмы, лежащие в основе появления эффекта КМС до конца не установлены и остается довольно большой круг задач, для решения которых требуются дальнейшие исследования.
Данная работа посвящена исследованию комплекса тепло- и электрофизических свойств манганитов лантана, допированных серебром. Было установлено, что замещение La одновалентными металлами, такими как К, Na, Ag и т.д. может также вызвать изменение валентности марганца и таким образом индуцировать эффект КМС. Наибольшее внимание среди такого типа материалов в последнее время привлекают манганиты, в которых в качестве легирующего металла используется серебро. В основе такого

внимания лежат, кроме чисто научных и вполне прозрачные практические интересы: максимумы эффекта КМС и магнитокалорического эффекта в манганитах Lai_xAgyMn03 (у<х) весьма велики и проявляются при комнатных температурах, что делает их перспективными функциональными материалами для информационных технологий, медицины и низкотемпературной теплотехники. Кроме того, данные материалы относятся к экспериментально мало изученным объектам.
Комплексное исследование электрических, тепловых, термомагнитных свойств системы Lai_xAgyMn03 (у<х) в зависимости от уровня легирования, температуры и магнитного поля позволит понять природу наблюдаемых в них эффектов и выявить перспективность использования данных материалов в прикладных целях.
Цель работы - Комплексное экспериментальное изучение электрических и теплофизических свойств одних и тех же образцов манганита Lai.xAgyMn03 (у<х) при различных внешних воздействиях и выявление характерных особенностей, присущих данному классу манганитов.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Измерить электросопртивление и магнитосопротивление манганитов Lai_xAgyMn03 (у<х) в широкой области температур, магнитных полей и концентраций примеси, акцентируя внимание на поведение в окрестности температур фазовых переходов.
2. Измерить теплоемкость и теплопроводность манганитов в зависимости от концентрации серебра, температуры и магнитного поля.
3. Исследовать магнитокалорический эффект в манганитах Lai_xAgvMn03 (у<х), оценить изменение магнитной энтропии и выявить перспективность их использования для прикладных задач.

Т (К)
Рис.1.14. Температурная зависимость теплоемкости ЬаьдЗгуМпОз [60].
Низкотемпературное поведение теплоемкости системы ЬагМпОз исследовано в работе [61]. Исследованию температурной и концентрационной зависимости теплоемкости манганитов с расчетов различных вкладов посвящены работы [62-69].
Несмотря на активное исследование физических свойств манганитов в последнее время, остается еще много нерешенных вопросов, в разрешении которых существенную помощь могли бы оказать исследования теплоемкости и других тепловых свойств. В особенности это относится к очень важной проблеме установления рода фазовых переходов. Также малоизученным остается критическое поведение теплоемкости вблизи температуры Кюри. Поэтому необходимы дальнейшие прецизионные исследования теплоемкости манганитов. А работ, посвященных