【摘要】：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物(La1-xAxMnO3, A=Sr, Ca, Ba等),由于具有龐磁阻效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)等豐富的物理特性,在磁存儲器件、磁傳感器件、自旋閥等方面具有重大的潛在應(yīng)用價值,同時該體系又是電荷、自旋、晶格、軌道自由度高度關(guān)聯(lián)的強關(guān)聯(lián)體系,蘊藏著十分豐富的物理內(nèi)容,是凝聚態(tài)物理的理論研究及器件應(yīng)用方面的研究熱點。本論文采用溶膠-凝膠法制備La1-xAxMnO3薄膜,通過研究該材料制備工藝與顯微結(jié)構(gòu)的依賴關(guān)系及影響規(guī)律,系統(tǒng)研究化學組分、界面應(yīng)力、退火氛圍等對薄膜物理特性影響機制,探討磁性能與電輸運特性的物理關(guān)聯(lián)機制。本論文所獲得的一些結(jié)果如下：1、Sr摻雜La0.7Ca0.3-xSrxMnO3薄膜的磁電阻調(diào)控特性和機制多晶LCSMO薄膜的Tc和TMI均表現(xiàn)出隨Sr摻雜濃度增加而單調(diào)增加的特性,而其電阻率則隨Sr摻雜濃度增加而降低。按照磁電阻特性隨溫度的變化規(guī)律,LCSMO薄膜以Sr摻雜濃度分為兩類：摻雜濃度較低(x≤0.05)時,薄膜磁電阻隨溫度呈現(xiàn)先緩慢減小然后增加的趨勢,并在TMI附近到最大值,表明在TMI附近的金屬-絕緣體相變過程中的相分離過程的無序效應(yīng)對磁電阻貢獻較大；當摻雜濃度較高(x≥0.1)時,薄膜磁電阻隨溫度升高單調(diào)減小,表明低溫下的晶界隧穿對磁電阻貢獻較大。按照磁電阻特性隨磁場的變化規(guī)律,LCSMO薄膜以TMI溫度為界表現(xiàn)不同：當溫度低于TMI時,磁電阻隨磁場變化呈雙梯度線性關(guān)系,低磁場時晶界隧穿效應(yīng)起主導,該部分效應(yīng)對磁場特別敏感,高磁場時磁電阻主要來源于磁場對自旋波動的壓制；當溫度高于TMI時,LCSMO薄膜的磁電阻均隨著磁場近乎線性變化,磁電阻主要來源于磁場對自旋波動的壓制。2、具有高度擇優(yōu)取向的La0.7Ca0.25Sr0.05MnO3薄膜的溶膠-凝膠法制備采用溶膠-凝膠法在不同襯底(SrTiO3和LaAlO3)上成功制備了具有高度擇優(yōu)取向的La0.7Ca0.25Sr0.05MnO3 (LCSMO)薄膜,在不同襯底上制備的LCSMO薄膜的居里溫度、磁性和磁電阻特性相似,在室溫附近都表現(xiàn)出較大磁電阻(285K,3T, MR=50%)。與多晶樣品相比,具有高度擇優(yōu)取向的LCSMO薄膜的金屬-絕緣轉(zhuǎn)變溫度(TMI)與其居里溫度(Tc)很接近。單晶LCSMO的磁電阻主要源于居里溫度附近磁場導致的從金屬電子電導到小極化子跳躍電導的轉(zhuǎn)換,而多晶樣品的磁阻主要來源于載流子的晶界隧穿。3 La0.7Sr0.3MnO3薄膜的磁學特性和機制探討通過不同氛圍(空氣、氧氣、氮氣)中的退火,對所制備La1-xSRxMnO3+8薄膜的Mn4+/Mn3+比率進行了調(diào)控。退火氛圍對薄膜的晶體結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生明顯影響。當δ＝0時,Mn4+/Mn3+=1:2氧氣氛中退火,高的氧含量增加了Mn4+/Mn3+的比率,使得有更多的Mn4+參與到Mn4+與Mn3+之間雙交換作用,使得磁有序度增加,居里溫度隨著LSMO薄膜的鐵磁有序度的增加而有所增加(Tc-空氣=339K,Tc-氧氣=354K)。氮氣氛圍退火下的La0.7Sr0.3MnO3薄膜的降低了Mn4+/Mn3+的比率,使得有更多的Mn4+參與到Mn4+與Mn4+之間的超交換作用使得反鐵磁相居于主導地位,進而由于反鐵磁絕緣相的存在使得樣品近乎絕緣�？諝夂脱鯕馔嘶鸱諊�,LSMO的電阻率變化曲線相似,而且金屬-絕緣轉(zhuǎn)變溫度TMI幾乎相同。
[Abstract]:The perovskite structure manganese oxide (La1-xAxMnO3, A = Sr, Ca, Ba, etc.) has a great potential application value in the aspects of magnetic memory device, magnetic sensor device, spin valve and the like due to the rich physical characteristics of the surface magneto-resistance effect and the magnetostriction effect, The strong association system, which is highly correlated with the lattice and the degree of freedom of the orbit, contains abundant physical contents, and is a hot topic in the theoretical research of condensed matter physics and the application of the device. In this paper, La1-xAxMnO3 thin films were prepared by sol-gel method, and the influence mechanism of chemical composition, interface stress and annealing atmosphere on the physical properties of the film was studied by studying the dependence of the material preparation technology and the microstructure. The physical association mechanism of the properties of the magnetic energy and the electric transport is discussed. The results of this paper are as follows:1, Sr-doped La0.7Ca0.3-xSrxMnO3 thin film's magnetic resistance control characteristic and mechanism polycrystalline LCSMO thin film's Tc and TMI show the characteristics of increasing monotonously with the increase of Sr doping concentration, while the resistivity decreases with the increase of Sr doping concentration. according to the change law of the magnetic resistance characteristic with the temperature, the LCSMO thin film is divided into two types by the Sr doping concentration: when the doping concentration is lower (x-0.05), the magnetic resistance of the thin film first slowly decreases and then increases with the temperature, and reaches the maximum value in the vicinity of the TMI, It is shown that the disorder effect of the phase separation process in the phase transition process of the metal-insulator near the TMI has a great contribution to the magnetic resistance; when the doping concentration is higher (x = 0.1), the magnetic resistance of the thin film decreases monotonically with the temperature, indicating that the grain boundary tunneling at low temperature contributes greatly to the magnetic resistance. according to the change law of the magnetic resistance characteristic along with the magnetic field, the LCSMO film is distinguished by the TMI temperature: when the temperature is lower than the TMI, the magnetic resistance is in a double-gradient linear relationship with the change of the magnetic field, the grain boundary tunneling effect is dominant when the low magnetic field is low, the partial effect is particularly sensitive to the magnetic field, When the temperature is higher than TMI, the magnetic resistance of the LCSMO film changes linearly with the magnetic field, and the magnetic resistance mainly comes from the suppression of the spin fluctuation of the magnetic field. La0. 7Ca0. 25Sr0. 05MnO3 (LCSMO) films with highly preferred orientation were prepared on different substrates (SrTiO3 and LaAlO3) by sol-gel method with highly preferred La0.7Ca0. 25Sr0. 05MnO3 thin films. The Curie temperature, magnetic and magnetic resistance characteristics of LCSMO films prepared on different substrates were similar. A large magnetic resistance (285K, 3T, MR = 50%) was exhibited near room temperature. The metal-insulated transition temperature (tmi) of the LCSMO thin film having a highly preferred orientation is very close to its Curie temperature (Tc) as compared to a polycrystalline sample. The magnetic resistance of the single crystal LCSMO is mainly due to the transition from the electronic conductivity of the metal to the small-polarization sub-jump conductance due to the magnetic field near the Curie temperature, and the magnetic resistance of the polycrystalline sample mainly comes from the grain boundary tunneling of the carriers. The magnetic properties and the mechanism of the 3La0.7Sr0. 3MnO3 thin film are discussed through different atmospheres (air, oxygen, The Mn4 +/ Mn3 + ratio of the prepared La1-xSRxMnO3 + 8 film was controlled by annealing in nitrogen. The annealing atmosphere does not have a significant effect on the crystal structure of the film. when n = 0, the Mn4 +/ Mn3 + = 1:2 oxygen atmosphere is annealed, the high oxygen content increases the ratio of Mn4 +/ Mn3 +, so that more Mn4 + is involved in the double-exchange action between the Mn4 + and the Mn3 +, so that the magnetic order degree is increased, The Curie temperature increased with the increase of the ferromagnetic order of the LSMO film (Tc-air = 339 K, Tc-oxygen = 354 K). The ratio of Mn4 +/ Mn3 + is reduced by the La0.7Sr0. 3MnO3 thin film under the nitrogen atmosphere, so that more Mn4 + is involved in the super-exchange between the Mn4 + and the Mn4 +, so that the anti-ferromagnetic phase is dominant, and the sample is almost insulated due to the existence of the anti-ferromagnetic insulating phase. The resistivity change curves of the LSMO are similar in the air and oxygen annealing atmosphere, and the metal-insulated transition temperature TMI is almost the same.
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳國光;;聚酯及其薄膜研發(fā)應(yīng)用新進展[J];信息記錄材料;2011年06期

2 賴高惠;薄膜與涂層[J];材料保護;2001年08期

3 李竹影;章銘亮;羅珊;;摻鎳氧化鎢鉬薄膜的阻抗特性[J];海軍工程大學學報;2009年02期

4 李立;權(quán)建洲;陶波;;膜電極薄膜層合同步補償控制方法研究[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2012年03期

5 崔鳳輝,M.A.Chesters;鉀薄膜中俄歇電子的非彈性平均自由程[J];分析試驗室;1991年01期

6 李玉慶;耐熱高聚物熱解石墨薄膜的研制[J];碳素;1990年02期

7 Т.Н.ШУШНОВА,王建榮;帶薄膜層的合纖絲織物連接強力的預(yù)測[J];國外紡織技術(shù);1999年02期

8 姜莉;劉奎仁;簡小琴;王恩德;;光催化抗菌薄膜的制備與性能研究[J];分析儀器;2007年03期

9 張偉;吳耀根;段富華;廖凱明;;功能化薄膜發(fā)展戰(zhàn)略[J];塑料制造;2013年06期

10 周紅;余森江;張永炬;蔡萍根;;楔形鐵薄膜的制備及內(nèi)應(yīng)力釋放模式研究[J];稀有金屬材料與工程;2012年S2期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張俊平;張理;陳萍;;菁染料薄膜溶劑效應(yīng)的研究[A];中國感光學會第六次全國感光（影像）科學大會暨第五屆青年學術(shù)交流會論文摘要集[C];2001年

2 申玉雙;伊贊荃;王紅;;溶膠-水熱法制備納米氧化鎂薄膜的研究[A];第十三屆全國電子顯微學會議論文集[C];2004年

3 龍素群;輝永慶;鐘志京;;TiO_2薄膜的制備及甲醛的光催化降解[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

4 楊杰;時新紅;趙麗濱;;Al-Mylar層合薄膜力學性能試驗測試[A];北京力學會第17屆學術(shù)年會論文集[C];2011年

5 黃文裕;;用快原子轟擊質(zhì)譜法研究Si_3N_4-GaAs薄膜的深度分布[A];中國電子學會生產(chǎn)技術(shù)學會理化分析四屆年會論文集下冊[C];1991年

6 張東波;魏悅廣;;薄膜/基體的熱失配致界面層裂研究[A];損傷、斷裂與微納米力學進展：損傷、斷裂與微納米力學研討會論文集[C];2009年

7 張化福;劉漢法;祁康成;;p-SiTFT柵絕緣層用SiN薄膜的制備與研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集（1）[C];2007年

8 張素英;范濱;程實平;凌潔華;周詩瑤;王葛亞;施天生;鮑顯琴;;用(XRD)和(TEM)研究碲化物薄膜附著牢固度與其顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系[A];'99十一省（市）光學學術(shù)會議論文集[C];1999年

9 郝俊杰;李龍土;徐廷獻;;基片種類及梯度燒成對PZT薄膜表面形貌的影響[A];中國硅酸鹽學會2003年學術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

10 吳傳貴;劉興釗;張萬里;李言榮;;非制冷紅外探測器用BST薄膜的制備與性能研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集Ⅲ[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 ;非PVC醫(yī)用輸液袋共擠薄膜的生產(chǎn)[N];中國包裝報;2005年

2 山東 李永強;蜆華C138TA微波爐的信號薄膜排線故障處理[N];電子報;2009年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 彭東文;鈦酸鍶鋇非線性介質(zhì)薄膜的高介電調(diào)諧率和低介電損耗的研究[D];上海大學;2005年

2 付興華;摻雜鈦酸鍶鋇薄膜的制備與電性能的研究[D];武漢理工大學;2005年

3 白素媛;亞微米薄膜導熱特性的研究[D];大連理工大學;2010年

4 劉東光;納米結(jié)構(gòu)碳氮基薄膜的設(shè)計與機械性能[D];浙江大學;2011年

5 王起峰;基于層狀吸附—反應(yīng)技術(shù)的金屬磷酸鹽薄膜的制備及功能化[D];吉林大學;2009年

6 何剛;基于共軛聚合物的新型熒光傳感薄膜的創(chuàng)制及相關(guān)檢測儀器的研制[D];陜西師范大學;2011年

7 王穎;中紅外激光薄膜的研究與制備[D];浙江大學;2009年

8 潘露璐;氧化鎘基納米結(jié)構(gòu)薄膜的制備及應(yīng)用性能研究[D];吉林大學;2014年

9 劉保元;薄膜變壓器與電感器研究[D];電子科技大學;2007年

10 畢劍;鉬酸鹽系列薄膜的電化學制備及特性研究[D];四川大學;2005年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李恩求;微波調(diào)諧鈦酸鍶鋇薄膜及其新型摻雜系列薄膜的性能研究[D];電子科技大學;2008年

2 黃東驥;鐵酸鉍薄膜的合成及光伏效應(yīng)研究[D];華東師范大學;2011年

3 王勇軍;薄膜/基體系統(tǒng)溫度影響下力學性能研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

4 綦曉峰;摻雜二氧化鈦多層結(jié)構(gòu)薄膜的制備及光催化研究[D];山東輕工業(yè)學院;2008年

5 翟紀偉;氧化亞銅粉末、薄膜的制備及其光催化性能研究[D];中國海洋大學;2010年

6 孫建強;納米尺度薄膜力——熱耦合場下屈曲實驗分析及熱疲勞的研究[D];天津大學;2008年

7 彭光偉;多層膜結(jié)構(gòu)多鐵性薄膜的制備和電磁性能研究[D];華中科技大學;2009年

8 劉高斌;硫化鎘薄膜的性質(zhì)及應(yīng)用研究[D];重慶大學;2003年

9 湯華清;SiO_2/TiO_2薄膜的制備及其自清潔減反射性能研究[D];暨南大學;2013年

10 康立敏;多鐵性鐵酸鉍薄膜的磁控濺射制備及其性能研究[D];山東大學;2014年

，

本文編號：2459455