Поиск новых сложных оксидов марганца с эффектом колоссального магнетосопротивления

• Автор: Лобанов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с.

Эта модификация наблюдалась как низкотемпературная фаза для образцов состава ЬаотЗголгВао МпОч и ЬаоВазМпОз при повышении температуры происходит фазовый переход в ромбоэдрическую 3 с модификацию. Ф

3. О 3. Са МпО

Рис. Ьа1хСачМпОзб в зависимости от содержания Са х и сверхстехиометрнческого кислорода 6. Н в 1 К А 1 . V У о О 1 1 СУ, 0. О 1 О о оо 0 О О1 V Т л. ТУЮ О. О с о
Другие возможные модификации тетрагональная шсш и моноклинная а были обнаружены также как низкотемпературные формы для РгоВао. МпОз и Рго. МпОз , соответственно. Т 5К доля Рпта фазы составляет при 1. К. Аналог ичная а модификация была обнаружена при комнатной температуре в катиондефици гном Ьао. МпОз с помощью электронной дифракции . В работе представлена диарамма рис. Сложные оксиды марганца состава Ьа1. МхМпОз МСа, Бг демонстрируют сложную зависимость типа магнитного упорядочения от величины х. Более корректно представлять данную зависимость как функцию формальной степени окисления Мп Ум, поскольку она может существенно варьироваться даже для формально незамещенного состава ЬаМп0. Доминирующий тип магнитного взаимодействия определяется значением Ум. Для ЬаМпОза при составе близком к стехиометрическому в орбигально упорядоченной У Рпта структуре, стабильной при комнатной температуре обмен ферромагнитен в ясилоскости и ангиферромагнитен вдоль оси Ь, в согласии с правилами ГуденафаКанамори . Результирующая магнитная структура АФМ упорядоченные ФМ плоскости известна как антиферромагнитная структура Атипа. За счет взаимодействия Дзялошинског оМорийя ДМ, антисимметричный обмен моменты атомов Мп не строго коллинеарны слабый ферромагнетизм. Поскольку ДМ обмен обусловлен спинорбитальным взаимодействием, его величина относительно невелика и типичные значения угла скоса подрешеток
Рис. Диаграмма, показывающая взаимосвязь различных вариантов кристаллических структур для Ьа1. Возможность антисимметричного ДМ обмена определяется симметрией соединения. Анализ для различных пространственных групп приведен в монографии . При повышении формальной степени окисления Мп либо с помощью гетеровалентного замещения катионов, либо при изменении концентрации катионных вакансий возникает специфический механизм, приводящий к ферромагнетизму, получивший название двойного обмена . В модели двойного обмена рассматривается перенос е8электрона с атома Мп в высокоспиновом состоянии век на атом Мп 4 ОгдУ. Поскольку спин е8электрона изза сильного хундовского взаимодействия должен быть параллелен спину доболочки, то очевидно, что такой перенос возможен только в том случае, когда спины этих атомов параллельны. Этот же механизм объясняет, почему для низкотемпературной ферромагнитной фазы характерна металлическая проводимость. При приложении внешнего магнитного поля точка Кюри Тс смещается по температуре, и тем самым вблизи Тс происходит переход в ферромагнитную металлическую фазу, то есть наблюдается значительное отрицательное магнетосопротивление эффект СМЯ. Модель двойного обмена объясняет металлический характер проводимости в ФМ области. Тем не менее этого недостаточно для объяснения экспериментально наблюдаемой величины магнетосопротивления. Расхождение связано с тем, что экспериментально наблюдаются аномально высокие значения р в высокотемпературной фазе. Современные модели как правило включают в рассмотрение некие дополнительные факторы. Существует значительное число экспериментальных данных, указывающих на важную роль электронфононного взаимодействия образования поляронов в формировании транспортных свойств. Микроскопической причиной сильного электронфононного взаимодействия является эффект ЯнаТеллера для Мп электронная конфшурация 1ге. В первую очередь об этом свидетельствуют эксперименты по изотопному обмену . Такие эксперименты в свое время явились указанием на роль фононов в явлении сверхпроводимости, послужив толчком к созданию теории БКШ . Изотопный обмен 0 приводит к сдвигу точки ФМпсрехода в область более низких температур , а при специальном подборе состава соединения вызывает переход металлизолятор . Соответствующая теоретическая модель была предложена Миллисом, Литглвудом и Шрейманом .