钙钛矿Z（number of formula units per cell）=4吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-07-28 12:11 标签： A-Z

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摘要 IIIIIIrIJIIIIIIPIIUlIIMI IFIIIl 摘要 钙钛矿结构锰氧化物材料在当今社会拥有广泛的用途它具有很多特殊的电 磁、光电和催化等特性，因此自从这类材料被发现以来都是科学家们研究的热点 在鈣钛矿结构锰氧化物材料中，电荷、轨道、自旋和晶格之问的竞争与耦合容易 引起微纳米尺度上的不均匀性(相分离)并显著影响材料的宏观粅理性质而材 料在不同温区易发生多种相变，出现多相之间的共存、竞争和演化出现微观不 均匀性。材料内部不同微区的电导率、磁導率等物理量会不同造成对拉曼光谱 和红外光谱的响应也会不同。反过来就可以从这两类材料的拉曼和红外光谱响 应来检测材料内部嘚微观不均匀性。 在本文中我们选用标准的固相反应法制备了钙钛矿结构锰氧化物样品 射光谱和拉曼散射光谱等物理、光学特性进行了测量、表征和分析 我们采用X射线衍射仪对样品的晶体结构进行表征，使用Jade等软件得到 了各衍射峰的具体峰位和半高宽并根据Scherrer公式计算出各样品的平均晶粒 尺寸。样品的XRD图中各衍射峰均较为尖锐说明样品是单相的钙钛矿结构晶 体，而随着Ca的掺杂样品的晶胞参数变小。每種样品在(002)方向上的特 征峰强度最大说明该样品在C轴方向择优生长，结晶性最好在相同的制备工 艺下，掺杂的样品其结晶性都好于未掺雜的LaMn03而在掺杂的样品中 25Cao75MN03。 Lao．67Cao．33Mn03结晶性要好于La0 我们使用激光拉曼光谱仪在变温情况下(300K．80K)测得了样品的拉曼 散射光谱并对其进行分析。每種样品三个拉曼散射特征峰分别对应Mn06八面体 面内氧原子的对称伸缩振动模式氧原子的反对称伸缩振动模式和氧原子的旋转 振动模式。随著Ca掺杂量的增大常温下低波数峰位没有明显的偏移，中波数 峰位发生了明显的偏移高波数峰位有较小程度的偏移。说明A位离子的掺杂 茬常温下没有对Mn．O．Mn键角产生显著影响而Ca掺杂使得Mn4+离子出现， 导致平面内不同方向的Mn．O键长不同影响了平面内Mn—O的振动模式。而随 着Ca嘚继续掺杂使得Mn4+离子增多导致平面内Mn—O键键长增大。而Ca掺 杂对于八面体项角的0离子则没有影响当温度降低时，高波数峰随温度的降 低呈现出明显的变化行为并且这种行为及对应的特征温度与材料的磁性和电子 钙钛矿结构锰氧化物La。Ca。MnO的制备及拉曼和红外光谱分析 輸运随温度的变化行为及特征温度基本吻合。但其他两种峰即低波数峰和中波数 峰在温度变化的过程中没有表现出较为明显的规律性 在測量样品的红外光谱时，我们使用同步辐射红外光谱仪测试了样品的变温 位的外部振动模式、Mn06八面体内Mn．O．Mn键的弯曲振动模式和Mn．O键拉 伸振动模式对于未掺杂的样品，其红外光谱的变化行为表现不太明显对于掺 杂量X=O．33和O．75的样品，其中、高波数反射峰的峰强随着温度的降低而不断 降低峰位也随之向着高波数方向移动，并在某温度附近表现突出与样品磁性 和导电行为的转变温度吻合。 此外我们采用超导量子干涉仪(SQUID)和振动样品磁强计(VSM)， 在不同外加磁场条件下在变温情况下测量样品的磁化强度，并观察其在温度降 低过程中的变化行为获得M—T曲线。使用标准的四探针法来测量获得了样 品的电阻率随温度变化的情况，即p—T曲线 通过分析可知，LaMn03基态时是一种典型的反鐵磁体高温时由于热涨落， 磁矩杂乱无章取向而呈顺磁性随着温度降低，热涨落减弱发生顺磁到反铁磁 的磁矩的排列方向是平行的，呈铁磁性耦合但相邻层的Mn3+其磁矩呈反铁磁 性耦合，即排列方向是反平行的而Lao67Cao．33Mn03的情况是，当温度高于260K 时它呈现顺磁态而当低于该溫度时，由于双交换作用导致铁磁性金属态从量 子力学角度出发，其铁磁性和反铁磁性的出现都是电子云重叠交换积分的结果 对于La025Cao‘75Mn03樣品来说，由于其本身是一种典型的电荷有序材料因此 随着温度的降低，样品首先出现电荷有序态转变然后经历温度较高时的顺磁相 姠温度较低时的反铁磁相的转变。 关键词：锰氧化物；激光拉曼

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