PDF《的巨磁电阻效应与磁性 ！》

9 - 注: ―表示在. . ―

1 : -6温度范围内未发现! 表,表明 &

# % 曲线出现双峰的样品其高温区 域的峰 (%7

2 ) 与居里温度基本一致, 而低温区域的 峰(%7 , ) 滞后居里温度很多! 由前面讨论知道, %7

2 峰较尖锐, %7 , 非常宽化, 且在 %7

2 峰附近 !&

也出 现一个极值! 由此可以看出 %7

2 是材料由顺磁态向 铁磁有序态转变时, 电子自旋的排列对材料输运性 能的影响直接导致的! %7 , 不是由铁磁有序的转变 直接导致, 但随掺杂量的增加, 铁磁居里温度的降 低, %7 , 峰也向低温推移, 表明 %7 , 峰的出现与材料 的铁磁性的强弱有关! 图: % &

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9 +

1 样品在8 <

2 - : = / >

外磁 场下的 ! # % 曲线 图:给出样品 % &

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1 # $ - ! 2) * - !

9 +

1 的磁化 强度随温 度变化曲线(! # % 曲线) ! 数据是利用/?@AB磁强计从液氦温度到室温范围在8外磁场下测量的! 样品在86 下的饱和磁矩为 .

1 !

2 : $ >

C / D , 转换成单个晶胞内所有磁性离子对磁 矩的总贡献为, !

9 . !(! 与%&

-!./0-!1) * +

1 相比, 可 以发现# $的掺杂减弱了体系的总的磁矩! 另外, 当 温度低于铁磁居里温度后, 样品始终表现为铁磁性, 磁结构未再发生转变! 这也说明了样品低温区的 ! # $转变峰 (%7 ,) 与磁结构的转变没有直接关系! 从上面的讨论知道, # $和50替代部分 ) *均 导致材料的居里温度下降、 电阻率升高和巨磁电阻 效应增强, 但它们对材料的影响程度不同! 与50相 比, 随掺杂量的增加, # $掺杂样品的居里温度下降 更快, ! # $转变峰也以更快的速度向低温推移! 这 说明相同数量的 # $

1 E 离子替代 ) *

1 E 比501E离子 替代对材料中 ) *

1 E 和)*8E间双交换作用的破坏 更大! 图;

给出几种离子的外层电子组态! # $

1 E 离子 外层电子态为1 F :, F带为半满稳定结构, G , D 和$ D 均 有电子占据, 自旋排列一致, 所有电子均为局域电 子! ) *离子和# $离子之间形成不能发生电子跃迁 的反铁磁交换耦合!

5 0

1 E离子外层电子态为1 F 1, G , D 有三个电子占据, $ D 带为空带, 其电子结构与 ) *

8 E 离子一样! 这样 ) *

1 E 离子的$ D 电子 (巡游电子) 就 可能跃迁到5

0 1 E离子的$ D 轨道,

5 0

1 E和)*1E之间 容易产生与 ) *

1 E 和)*8E之间的双交换作用一样 的铁磁性交换耦合! 当然, 由于5

0 1 E和)*1E之间发 生一次电子跃迁后状态有所改变, 成为

5 0 , E―+― ) *

8 E, 即不具备 ) *

1 E 和)*8E交换对称性! 因此

5 0

1 E和)*1E之间铁磁交换作用要比 ) *

1 E和)*8E之间的双交换作用弱, 因此5 0的掺杂仍然降低了材 料的铁磁性! 但与# $掺杂相比,

5 0掺杂对材料铁磁 性破坏的程度要小得多! 图;

几种金属离子的电子自旋组态示意图

8 结论研究了溶胶 '

凝胶法制备类钙钛矿型稀土 ) * 氧化物的工艺, 并制备了5

0 , # $掺杂的% / )+巨磁 电阻材料! 研究了5

0 , # $掺杂对% / )+巨磁电阻的 结构、 磁性、 电输运及磁电阻效应的影响! 发现

5 0 , # $替代(位部分 ) *后, 材料的居里温度降低, 铁 磁性减弱, 电阻率升高, 巨磁电阻效应增强, 并且发 现5

0 , # $替代量在一定范围内, 样品的 &

# % 曲线都 出现了双峰, 显示了复杂的输运特性! 由于5