Исследование особенностей фотоэлектронных спектров монокристаллических манганитов лантана La1-xSrxMnO3

• Автор: Лев, Леонид Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Основные физические свойства манганитов лантана

1.1.1. Первые попытки теоретического описания

1.1.21 Структура и транспортные свойства манганитов лантана Ьа^ЗгдМпОз

1.1.3. Некоторые аспекты других манганитов лантана семейства А^А’хМпОз

1.1.3.1. Ьа^Са^МпОз

1.1.3.2. Рг^СахМпОз

1.1.41 Влияние избыточного кислорода на физические свойства манганитов

1.1.5. Обоснование выбора системы Ьа^ЭхуМпОз
1.2. Методы электронной спектроскопии
1.2.1. Методы спектроскопии вторичной электронной эмиссии
1.2.2. Метод фотоэлектронной спектроскопии
1.2.2.1. Исторический обзор
1.2.2.2. Сущность метода ФЭС
1.2.2.3. Теория трехступенной модели фотоэмиссии
1.2.3. Резонансная фотоэмиссия
1.2.4. Глубина выхода электронов из твердого тела
1.3. Литературный обзор фотоэлектронных исследований манганитов лантана:
Глава 2. Экспериментальные установки и методика исследования
2.1. Экспериментальные установки
2.2. Методика приготовления образцов
2.3: Приготовление поверхности
2.4. Особенности методики эксперимента по ФЭСУР
Глава 3. Исследование монокристаллов системы ЬаьдВГдМпОз методом фотоэлектронной спектроскопии с использованием синхротронного излучения
3.1. Исследование валентной зоны монокристаллов системы Ьах.дгЗгдМнОз
3.2. Исследования монокристаллов Гах.дЗгдМпОз с помощью спектроскопии поглощения и резонансной фотоэлектронной спектроскопии вблизи порогов О 1х, Ьа4(1 и Ми 2р
3.3. Угловая зависимость спектров валентной зоны
3.4. Исследования монокристаллов Ьах.лЗгдМпОз на станции фотоэлектронной микроскопии
Глава 4. Обсуэдение полученных результатов
Заключение
Список литературы

Приложение. Измерение электропроводности и магнитной восприимчивости монокристаллов Ьах.^ГдМпОз, применявшихся для фотоэлектронных исследований

Введение
Как известно, в 1950 году G. H. Jonker и J. H. van Santen опубликовали работу [1], в которой они исследовали намагниченность поликристаллических образцов Lai_*DrMnCh, где D - двухвалентный металл Ca, Sr или Ва, и наблюдали образование ферромагнитной фазы. В следующей работе [2] они исследовали проводимость этой системы, и обнаружили, что аномалии на зависимости проводимости от температуры, например переход металл-диэлектрик, совпадают по температуре с магнитным фазовым переходом. Данные поликристаллы имели перовскитоподобную структуру. Исследования по изменению параметров решетки при легировании двухвалентным металлом были опубликованы в работе [3], где было обнаружено, что при больших степенях легирования1 образцы имеют неискаженную перовскитоподобную структуру, а при малых - искаженную. Класс данных веществ, в котором *■ присутствует трехвалентный Мп, получил название «манганиты» благодаря этим авторам, и до сих пор это название используется в современной литературе. Такое же название будет использоваться и в данной диссертации.
Впервые магнитосопротивление на поликристаллах Lao.8Sr0.2Mn03 исследовал J. Volger в 1954 в своей работе [4]. Но огромный интерес к манганитам возродился значительно позже, в 90-х годах прошлого века, когда было открыто явление резкого изменения сопротивления при приложении магнитного поля, для которого теперь используется название «колоссальное магнитосопротивление» (КМС).
По общепринятой в литературе терминологии, отрицательное магнитосопротивление MR определяется соотношением MRo = - [р(Н) -р(0)]/р(0), где р(Я) - удельное сопротивление образца в магнитном поле, р(0) -удельное сопротивление без поля. Но если р(Н) « р(0), как это имеет место для манганитов, то величина MR стремится к 1 и не является информативной величиной. Поэтому в литературе по исследованию манганитов используют другое определение: MRH = - [р(Н) - р(0)]/р(Н) ~ р(0)/р(fl). В этом случае MRH

магнитные моменты атомных носителей магнетизма образуют, например, 2 подрешетки с магитными моментами М1 и М2, направленными навстречу и не равными друг другу; отличная от нуля векторная сумма намагниченностей подрешеток определяет самопроизвольную намагниченность вещества).
1.1.3. Некоторые аспекты других манганитов лантана семейства Ai_xA’xMn03.
1.1.3.1. Ьа^СадМпОз
Еще одним представителем семейства манганитов, исследования которого представляют не меньший интерес, чем Lai_xSrxMn03, является
Lai.jCa.vMnO;,.
Ьа1_хСаЛМп03 относится к манганитам с «узкой» зоной, в.отличие от Lai.vSrxMn03, у которого «широкая» зона. При этом имеется в виду ширина зоны подвижных дырок. Как будет показано ниже, для манганитов с узкой зоной взаимодействие по модели двойного обмена является более слабым и конкурирует с механизмами зарядового (и/или поляронного) упорядочения. В результате этой конкуренции, для манганитов с узкой зоной реализуется большее количество фаз, и наблюдается гораздо более сложная диаграмма состояний. Эффект магнитосопротивления у системы Lai..vCaxMn03 значительно больше, чем у LauvStyMnCL, благодаря чему исследования этого материала привлекают большое внимание.
Кривые зависимости сопротивления от температуры для Ьа^Са^МпОз в нулевом поле показывают характерные для всех манганитов с узкой и средней шириной зоны черты. 1) Изолирующее поведение для температуры выше 7 с в парамагнитном режиме. Kaie уже отмечалось выше, это поведение не может быть объяснено рассеиванием на разупорядоченном спине (двойной обмен), т.к. этот эффект слишком мал чтобы вызвать диэлектрическое поведение. 2) Вблизи Тс наблюдается довольно резкий переход на кривой электросопротивления. Т.е. переход металл-изолятор практически совпадает по температуре с переходом ферромагнетик-парамагнетик. 3) При температуре Т —> 0 электросопротивление стремится к 1 мОм-см, которая значительно больше