Гетероструктуры и тонкие пленки перовскитов, шпинелей, гранатов: химическое осаждение из газовой фазы, структура, электрические и магнитные свойства

• Автор: Каменев, Антон Александрович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Впервые аргументация в пользу электронфононного взаимодействия была выдвинута Миллисом 7 для объяснения расхождения в реальных температурах Кюри и вычисленных исходя из модели двойного обмена, а также оценки величины изменения проводимости при ферромагнитном переходе. Реальные температуры примерно на порядок ниже, а изменение проводимости гораздо больше, чем в рамках учета одного лишь двойного обмена, и в модели Миллиса вычислялся поправочный коэффициент, отвечающий дополнительной локализации носителей в ЯТискаженной системе. Несколько позднее было получено дополнительное подтверждение электронфононного взаимодействия в виде огромной величины изотопного эффекта обмен 0 0 приводит к сдвигу температуры ферромагнитного перехода в сторону более низких температур 8 вплоть до появления перехода металлизолятор 9. Для эффекта колоссального магнетосопротивлеиия представляет интерес область составов, в которой при температуре ТТс система является ферромагнитным металлом, а при ТТс парамагнитным изолятором. Переход в ферромагнитное состояние сопровождается резким падением сопротивления, соответственно, сопротивление проходит через максимум в окрестности температуры Кюри. Магнитное поле провоцирует переход в ферромагнитное состояние при более высокой температуре, подавляя тепловое разупорядочение спинов, и сдвигает положение максимума сопротивления. Как следствие, максимум магнетосопротивлеиия находится в том же интервале температур, что температура Кюри и температура перехода металлизолятор. Другая возможность разрушение состояния зарядового упорядочения Тсо Тс и индуцированный полем переход в ферромагнитный металл. Для понимания микроскопического механизма магнетосопротивлеиия в манганитах существенное значение имеют представления об электронном разделении фаз, получившее большое распространение в последнее время и подтвержденные экспериментально методами нейтронографии, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и ЯМР . Учет квантования проекции магнитного момента ионов марганца приводит к выводу о стабильности неоднородных состояний, когда носители сосредоточены в каплях ферромагнитной проводящей фазы внутри матрицы с диэлектричскими свойствами . Болес успешными в этом случае оказываются модели, учитывающие возможность расслоения на области, отличающиеся по характеру зарядового или орбитального упорядочения . Особенности кристаллической структуры ЬаМпОз и твердых растворов па его основе. Кристаллическая структура К. АхМпОз АЩЗЭ может быть описана как производная от крайнего члена ряда твердых растворов ЬаМпОз . Манганит лантана со степенью соотношения катионов ЬаМпОз обладает ромбической структурой РЬпт например при окислении ЬаМпОз путем отжига в атмосфере с высоким Р . При увеличении доли Мп4 искажения перовскитной ячейки ЬаМпОз уменьшаются, и происходит переход в ромбоэдрическую, а затем в кубическую фазу . Аналогичная ситуация наблюдается при замещении Ьа на двухвалентный катион. Ромбическое искажение уменьшается, и при некотором значении х стабильной становится ромбоэдрическая или псевдокубическая фаза. Помимо уровня легирования немаловажную роль играет средний радиус катиона в 4позиции перовскита. Для небольших величин гА меньше 0,3 нм стабильна ромбическая фаза, с увеличением размера легирующего Акатиона симметрия повышается до ромбоэдрической. Твердые растворы Ьа. В ряду К. МпОз система, содержащая в качестве РЗЭ лантан, является одной из наиболее изученных . Для составов с уровнем легирования от 0 до 0,5 характерна ромбическая элементарная ячейка. При более высоком содержании стронция становится стабильней ромбоэдрическая фаза рис. Н7. Переход к ромбоэдрической структуре сопровождается изменением электрических и магнитных свойств системы. При х0,5 сопротивление образцов возрастает с понижением температуры рис. П8а. Переход в ферромагнитное состояние приводит к появлению излома на кривой электросопротивления, однако, степень перекрывания е8орбиталей марганца и 2рорбиталсй кислорода остается недостаточной, и полупроводниковый характер проводимости сохраняется для них даже в ферромагнитном состоянии.