溶胶-凝胶法合成La???Ca?MnO? (x=0.3, 0.4, 0.5)钙钛矿材料的结构与磁输运性质研究

《Molecules》：Effect of Ca2+ Doping on the Structural, Magnetic and Magneto–Transport Properties of La1?xCaxMnO3 Manganites: Insights from XPS and 55Mn IFNMR Studies

　　

摘要

在本研究中，采用溶胶 - 凝胶法合成了 La_1-xCa_xMnO₃ (LCMO) 样品 (x = 0.3, 0.4 和 0.5)，并研究了它们的结构、电子、磁学和磁输运性质。XRD 结构分析证实了正交钙钛矿结构。FTIR 研究表明了 Mn–O/Mn–O–Mn 键的键长和键角的变化；FESEM/EDAX 证实了其多晶特性。磁输运研究表明，随着 Ca²⁺ 含量的增加，铁磁金属 - 顺磁半导体转变温度降低。磁输运研究还揭示，铁磁金属区域的电阻率主要受外源自旋极化隧穿 (SPT) 机制及双交换相互作用支配，而在较高温度下顺磁半导体区域的电荷输运则归因于可变程跳跃导电。磁阻在转变温度附近达到最大，但在较低温度 (77 K) 下降低。XPS 和 ⁵⁵Mn 核磁共振 (IFNMR) 证实了 Mn³⁺/Mn⁴⁺ 的共存，而 77 K 下的 IFNMR 结果证实了由于双交换相互作用导致 Mn³⁺ 和 Mn⁴⁺ 离子之间的高频电子交换。300 K 下的 VSM 研究表明，样品的顺磁性质以及磁化率随着 Ca²⁺ 含量的增加而降低。磁阻行为与 ⁵⁵Mn IFNMR 结果之间的密切一致性证实了本征双交换相互作用在支配 LCMO 磁输运性质中的作用。