Магнитные свойства, механизмы электропроводности и фазовое расслоение в манганитах перовскитах LaMnO3+d, La1-xAxMnO3 (A = Ca, Ba), La1-xCaxMn1-y FeyO3

• Автор: Захвалинский, Василий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 347 с. : ил.

Оглавление

Список основных обозначений

Введение

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА МАНГАНИТОВ ПЕРОВСКИТОВ СО СМЕШАННОЙ ВАЛЕНТНОСТЬЮ ИОНОВ Мп

1.1 Сильнокоррелированные системы

1.2 LaMn03 и КМС материалы, легированные дырками

1.3 Интерпретация немагнитного упорядочения в манганитах

1.4 Ключевая роль фазового расслоения

Краткие выводы к главе

ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ОБРАЗЦОВ МАНГАНИТОВ ПЕРОВСКИТОВ СО СМЕШАННОЙ ВАЛЕНТНОСТЬЮ ИОНОВ Mn La,_xAxMn03 (А = Са, Ва), LalxCaxMnKvFey03, ЬаМпОз+а

2.1 Получение, кристаллическая структура и состав перовскитов манганитов LaMn03+

2.2 Получение, кристаллическая структура и состав перовскитов манганитов Lai_xCaxMn
2.3 Получение, кристаллическая структура и состав перовскитов манганитов Lai_xCaxMni_yFey
2.4 Получение, кристаллическая структура и состав перовскитов манганитов Laj.JBajMnOs
2.5 Получение пленок перовскитов манганитов методом лазерного напыления
Краткие выводы к главе
ГЛАВА 3. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПЕРОВСКИТОВ МАНГАНИТОВ LaMn03+
3.1 Магнитные свойства LaMn03+s
3.2 Механизмы электропроводности LaMn03+g
3.2.1 Исследование электропроводности ЬаМпОз+д
3.2.2 Прыжковая проводимость в ЬаМп03+$. Теоретическое обоснование
3.2.3 Анализ экспериментальных данных электропроводности ЬаМпОз+з
3.2.4 Исследование электропроводности ЬаМпОз+з под
давлением
Краткие выводы к главе
ГЛАВА 4. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА, МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ И ФАЗОВОЕ РАССЛОЕНИЕ В
ЬаьхСахМпОз (0 < х < 0.4)
4.1 Магнитные свойства Еа1_хСахМп03 (0 < х < 0.4)
4.2 Магнитная невоспроизводимость и временные зависимости свойств Ьа^СахМпОз (0 < х < 0.4)
4.3 Динамика спинов и магнитная фазовая диаграмма Еа!_хСахМп03 (0 < х < 0.15)
4.4 Критическое поведение магнетосопротивления Еа0.7Сао.3Мп03 вблизи перехода металл-диэлектрик
4.4.1 Детали эксперимента
4.4.2 Температурная зависимость удельной электропроводности вдали от перехода металл-диэлектрик
4.4.3 Критическое поведение температурной зависимости удельного сопротивления вблизи перехода металл-диэлектрик
4.5 Нетрадиционное критическое поведение магнитной восприимчивости как свидетельство фазового расслоения и
образования кластеров в тонких плёнках ЬаолСаолМпОз
4.6. Фотоиндуцированная намагниченность и дырочные капли в плёнках Еа0.9СаолМп
4.6.1 Постоянная фотоиндуцированная намагниченность
и эффект памяти в тонких плёнках Ьа0,цСа0лМпОз
4.6.2. Микроволновые потери и магнитная проницаемость плёнок Lao.9Ca0 ]МпОз при освещении фотонами с энергией
Е = 0.5-2 эВ
4.7 Влияние отжига в кислороде и вакууме на магнитные свойства
тонких плёнок La0.9Cao.iMn
4.7. 1 Детали получения, исследования структуры и морфологии
поверхности тонких плёнок ЬаолСа01МпОз
4.7.2 Влияние отжига на магнитные свойства и фотоинду-
цированную намагниченность плёнок Lao/jCaojMnOj
Краткие выводы к главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БЕСПОРЯДКА И ФАЗОВОГО РАССЛОЕНИЯ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПЕРОВСКИТОВ МАНГАНИТОВ La^CaJMnj.yFeyOa
5.1 Магнитные свойства Lai.xCaxMni.yFey
5.1.1 Детали эксперимента по исследованию магнитных
свойств La^xCaxMni_yFey
5.1.2 Температурные зависимости магнитной восприимчивости Х(Т) и термоостаточной намагниченности TRMобразцов
La i_xCaxMnуРеуОз
5.2 Механизм прыжковой проводимости в Lai_xCaxMni_yFey
5.2.1 Детали эксперимента по исследованию электропроводности в La.хСахМпI.yFey
5.2.2 Наличие сложной зоны в плотности локализованных состояний вблизи уровня Ферми в Lai.xCaxMni.yFeyOз
5.2.3 Предэкспоненцистьный множитель ро и характеристическая температура То режима прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка
5.3 Асимметрия сложной зоны плотности локализованных состояний вблизи уровня Ферми в Lai_xCaxMni_yFey

О' — встречается в Lai.xCaxMn03 для составов х < 0.1. В диапазоне составов
0.1 < х < 0.4 возникают О - структуры, в которых c/ai > 4Ï как результат введения атомов Са, что способствует восстановлению кубической симметрии. В зависимости от состава твердые растворы Lai_xCaxMn03 демонстрируют различные магнитные и электрические свойства, включая ферромагнетизм, антиферромагнетизм, переход металл-диэлектрик и зарядовое упорядочение (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Спины (черные стрелки), заряды (заполненные кружки), и структура орбитального упорядочения (серого цвета) для СЕ антиферромагнитного типа, наблюдающегося в большинстве х ~ 1 /2 манганитов. Показано так же eg-orbital упорядочите Мп3+ позиций. Позиции Мп4+ обозначены заполненными кружками. При этом Мп3+ позиции образуют цепочки вдоль а [24].
Ьа^Са.МпОз демонстрирует эффект колоссального магнето-сопротивления (рис. 1.5 в [22]). В литературных источниках КМС рассчитывается различными путями, например [R(0) - R(H)] / R(0), [R(0) -R(H)] / R(H) и R(0) / R(H) [4]. Величина первого отношения лежит между 0 и 1, а остальные принимают большие значения. Третье выражение имеет преимущество, так как может быть легко изображено в виде графика в логарифмическом масштабе. Благодаря эффекту магнетосопротивления LCMO и родственные манганиты с формулой АМпОз получили название
• Мп4+