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2007年法国人艾尔伯-费尔(Albert Fert)和德国人皮特-克鲁伯格(Peter Grunberg)由于其在巨磁电阻方面的突出贡献而获得了诺贝尔物理学奖。由此,关于巨磁电阻的研究也就更加引起了众多研究者的兴趣。
本义利用溶胶-凝胶法分别制备了La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.05,0.10,0.15,0.25)和La0.7Sr0.3Mn1-xDyxO3(x=0.03,0.06,0.15)粉末体系。常规X射线衍射(XRD)表明,尽管溶胶-凝胶法制备的样品具有均匀性好和颗粒小等优点,但这种制备方法对掺入离子和母体中的离子半径的匹配要求较高,对La0.7Sr0.3MnO3中A位和B位掺杂Dy的粉末系统,分别有x≥0.30和x≥0.20 时离子的不匹配所造成的晶格畸变过大,使得样品成相不单一。同步辐射高分辨XRD(HRXRD)表明,对La0.7Sr0.3MnO3中A位和B位掺杂Dy的粉末系统,随着Dy含量的增加,样品的晶格常数a,c和晶胞体积V分别足呈增加和减小趋势的,这是由于La3+、Mn3+、Mn4+和Dy3+的离子半径分别为1.06 A、0.66 A、0.60 A和0.91 A。
同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)结果显示,对A、B位掺杂的样晶,其Dy-L吸收边所在位置的差距都在1eV以内,这就说明虽然样品中Dy的局域结构由于掺杂量的变化而稍有不同,但是其价态基本保持一致。这样就保证了La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.05,0.10,0.15,0.25)中A、B位上三价离子与四价离子的比例保持在7:3不变,而Dy在La0.7Sr0.3Mn1-xDyxO3(x=0.03,0.06,0.15)中B位的价态也为+3价。
振动样品磁强计(VSM)的数据显示,La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.05,0.10,0.15,0.25)的矫顽场Hs都非常小,这是就表明低掺杂时La(Dy)亚晶格磁性较弱,两亚晶格成反铁磁耦合也很弱,Mn、La(Dy)亚晶格磁畴很容易转动,加场后其方向也很容易转到外场方向并保持平行。对于La0.7Sr0.3Mn1-xDyxO3(x=0.03,0.06,0.15),在Tc以下的温区,样品的磁化强度随着温度的增大有轻微地增加,这与铁磁性材料的M-T表现不一致的,这个温区内样品的磁序为团簇(自旋)玻璃态,表现为短程有序。
物性测量系统(PPMS)表明,与其他用固相反应法制备的样品的电阻性质不同的是,A、B位掺杂的La0.7Sr0.3MnO3在整个4-300K的温区范围内电阻值变化并不十分明显,在相当长的一段温区内(50-110K),电阻值变化缓慢,基本呈现平稳状态。其次,在温度降至50K附近后,样品的电阻随着温度的降低出现了再次增加的趋势,样品进入了自旋玻璃态。样品的磁电阻值也较为可观,常温时约为20％。