Справка: Капралов, Александр Владимирович. Взаимосвязь транспортных, структурных и магнитных свойств слабодопированного магнитного полупроводника La1-xSrxMnO3(X=0,175) : диссертация кандидата физико-математических наук : 01.04.10 Казань, 2004 106 c. : 61 04-1/1363
Объем: 106 стр.
Информация: Казань, 2004
Содержание:
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ
Глава
I КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ИОНОВ В МАНГАНИТАХ
11 Симметрийное описание манганитов
12 Эффект Яна-Теллера и его влияние на симметрию кристаллов манганита
13 Фазовые переходы в манганитах
Глава
II ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, МАГНИТНЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАНГАНИТА La0,825Sro,i75Mn
21 Описание экспериментальной установки и методика И изучению по измерений ультразвуковых параметров
22 Измерение удельного электросопротивления
22 Характеристика образца
23 Результаты магнитных и электрических исследований
24 Результаты акустических исследований
Глава
III МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАЦИЯ КОЛЕБАНИЙ
31 Неоднородные состояния в манганитах
32 Магнитоупругие взаимодействия в манганитах
33 Экспериментальные результаты микроскопических неоднородностей НЕОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ВЛИЯНИЕ НА ПЕРЕХОДЫ ЯН-ТЕЛЛЕРОВСКИХ НА НИХ КОГЕРЕНТНЫХ МАГНИТОУПРУГИХ
Глава
IV СТРУКТУРНЫЙ ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ОТ РОМБОЭДРИЧЕСКОЙ К ОРТОРОМБИЧЕСКОИ СИММЕТРИИ В МАНГАНИТЕ Lao>825Sro,i75Mn03 И ВЛИЯНИЕ НА НЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
41 Введение
42 Феноменологическая модель перехода R О
43 Эксперимент и обсуждение результатов ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И
ВЫВОДЫ АВТОРСКИЙ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
ЛИТЕРАТУРА
Введение:
Актуальность проблемы. В последнее десятилетие 20 века внимание физиков было привлечено к перовскитоподобным оксидам металлов переходных групп купратам и манганитам [1-4]. Интерес к таким материалам в первую очередь был связан с обнаружением высокотемпературной сверхпроводимости в купратах и колоссального магнетосопротивления (КМС) [1,3,5] в манганитах. Хотя до настоящего времени оба этих эффекта не получили полного объяснения, их исследования различными методами уже позволили обнаружить ряд и других необычных физических свойств. Наиболее важной проблемой для купратов и манганитов является понимание процессов транспорта свободных носителей (электронов и дырок) и влияние на них магнитных и структурных характеристик материалов и, в частности, ян-теллеровских ионов. Оба материала относятся к сильно коррелированным системам с преобладанием потенциальной энергии электронов над кинетической энергией. Особенно большим разнообразием структурных и магнитных фазовых переходов, отделяющих парамагнитные, ферромагнитные и антиферромагнитные состояния, переплетением диэлектрических, полупроводниковых и металлических свойств отличаются манганиты [6]. Манганиты, или точнее, марганцевые перовскиты имеют общую формулу Ri.xAxMn03, где R La, Pr, Nd редкоземельные металлы; А Sr, Ca щелочноземельные элементы, относятся к классу магнитных полупроводников [1-10]. Взаимодействие спиновых, зарядовых и орбитальных степеней свободы с одной стороны обуславливает совокупность необычных физических свойств, а с другой стороны создает большие трудности в интерпретации экспериментальных результатов [10,11]. В первые годы интенсивного исследования манганитов основное внимание было обращено на поиск новых химических составов манганитов, обладающих максимальным значением изменения электросопротивления в приложенном магнитном поле вблизи магнитного фазового перехода (КМС) [1,12]. В результате многочисленных экспериментальных исследований было установлено, что наибольшие значения КМС наблюдаются в лантан-стронциевых манганитах Lai„xSrxMn03 с концентрацией ионов Sr в пределах 0,10 х 0,20. Следует отметить, что в данном диапазоне концентраций ионов Sr было обнаружено несколько структурных переходов: последовательно с ростом х до 0,12 происходит переход от орторомбической к ромбоэдрической фазе при парамагнитном состоянии вещества, а в интервале 0,17 х 0,18 переход от ромбоэдрической снова к орторомбической фазе. В этом же диапазоне концентраций ионов Sr возникают последовательно с ростом х переходы от антиферромагнитного (х 0,10) к ферромагнитному состоянию и изменения характера проводимости (диэлектрик полупроводник металл) [12-15]. Для объяснения транспорта свободных носителей заряда, и, следовательно, природы КМС была предложена модель так называемого двойного обмена, основанная на межионном тунеллировании носителей через систему ионов Мп3+ О2" Мп4+ в условиях сильной связи между подвижными электронами и локализованными спинами [16]. Однако последующие эксперименты показали недостаточность модели двойного обмена для раскрытия механизма транспорта носителей эффекта КМС в манганитах [1,2]. В настоящее время принято считать, что электропроводность и КМС в манганитах тесно связаны с определенными типами магнитного, зарядового и орбитального упорядочения. Причем различные типы упорядочения могут сосуществовать в определенных химических составах и температурных интервалах. Все это может приводить к образованию неоднородных спиновых (ферромагнитные капли, ферромагнитные поляроны), зарядовых (решеточные поляроны, страйповые структуры) и решеточных (различные типы структурного упорядочения) состояний, которые характеризуются в целом как пространственные мелко- или крупномасштабные фазовые расслоения [11,17]. Изучение таких магнитных, зарядовых и решеточных неоднородностей, их влияния на природу и характер КМС несомненно, представляется актуальным, поскольку только на этом пути можно достигнуть прогресса в понимании природы КМС. С этой точки зрения можно было предполагать, что существенные результаты могут быть получены при исследовании образцов лантанстронциевых манганитов в пограничной области концентраций ионов Sr (0,17 х 0,18), отделяющей диэлектрическую фазу с полупроводниковым типом проводимости от металлической фазы. К исследованию физических свойств манганитов были привлечены различные физические методы: ЭПР и ЯМР, [2,4]. Одним из перспективных методов является акустическая спектроскопия. Ультразвуковые исследования уже позволили расширить существующие представления как о физических свойствах самих манганитов, так и особенно о роли ян-теллеровских ионов в процессах структурных и магнитных фазовых переходов [18-26]. Более того, как отмечалось в ряде теоретических работ [27,28], различие фазовых расслоений вследствие сильной связи янтеллеровских ионов с решеткой кристалла может приводить к возникновению локальных упругих деформаций решетки и даже к изменению макроскопических упругих свойств кристалла. И в этом случае для их обнаружения наиболее пригодны акустические методы. Ранее ультразвуковые волны уже неоднократно использовались для изучения особенностей структурных и магнитных фазовых переходов в манганитах [18-23]. Однако, применение сравнительно низких частот (ОД 10 МГц) соответственно с длинами волн, превышающими миллиметровый диапазон, не позволяло изучать не только различные виды структурных и магнитных неоднородностей, но и особенности самих фазовых переходов. Кроме того, акустические исследования в большинстве случаев не сопровождались одновременным использованием других методов. Применение комплексной методики исследований с использованием значительно более высоких частот ультразвуковых колебаний рентгеновская, мессбауэровская и нейтронно-дифракционная спектроскопия, магнитострикционные, термометрические методы и ряд других
