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钙钛矿锰氧化物(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7 (x=0, 0.025) 磁性和输运性质研究

王志国 向俊尤 徐宝 万素磊 鲁毅 张雪峰 赵建军

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钙钛矿锰氧化物(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7 (x=0, 0.025) 磁性和输运性质研究

王志国, 向俊尤, 徐宝, 万素磊, 鲁毅, 张雪峰, 赵建军

Magnetic and transport properties of perovskite manganites (La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7 (x=0, 0.025) polycrystalline samples

Wang Zhi-Guo, Xiang Jun-You, Xu Bao, Wan Su-Lei, Lu Yi, Zhang Xue-Feng, Zhao Jian-Jun
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  • 采用传统的高温固相烧结法制备了双层钙钛矿锰氧化物(La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2 O7 (x=0, 0.025)多晶样品. 通过X射线衍射仪研究发现样品为Sr3Ti2O7型四方结构, 空间群为I4/mmm; 磁性测量表明, Gd3+掺杂后的样品(La0.975Gd0.025)4/3Sr5/3Mn2O7的三维磁有序转变温度(TC13D)、磁化强度(M)均降低, 这是由于Gd3+的掺杂引起晶格的畸变, 从而使得晶格常数发生改变, 减弱了铁磁耦合而导致的; 通过电子自旋共振谱测量发现, 在TC3DTTC13D (La4/3Sr5/3Mn2O7 样品的三维磁有序转变温度, TC03D)T3+的掺杂使得载流子局域长度的减小. 这表明载流子需要吸收更多的能量才能克服晶格的束缚进行跳跃, 因此(La0.975Gd0.025)4/3Sr5/3Mn2 O7 样品的电阻较高.
    The polycrystalline samples of two-layered perovskite manganites (La1-xGdx)4/3Sr5/3Mn2O7 (x=0, 0.025) are prepared by traditional solid state reaction method. X-ray diffraction measurements show that both samples are of the Sr3Ti2O7 -type tetragonal phase (space groups I4/mmm). Magnetic measurements show that Gd3+ doping reduces the magnetic transition temperature (TC3D) and magnetization (M) of the doped sample (La0.975Gd0.025)4/3Sr5/3Mn2O7, which is because Gd3+ doping induces lattice distortion and change the lattice constant, and subsequently weakens the double exchange interactions. It is found from electron spin resonance measurements that short-range ferromagnetic clusters appear in the paramagnetic background of both samples at temperatures TC3DTTC3DT0.975Gd0.025)4/3Sr5/3Mn2O7 has a higher resistance. This is because Gd3+ doping reduces the localization length of carriers, and makes conducting carriers absorb more energy to overcome the bound potentials in the lattice.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11164019, 11064008)和包头科学技术局产学研合作项目(批准号:2014X1014-01)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11164019, 11064008) and the Science and Technology in Baotou Production-Study-Research Cooperation Projects, China (Grant No. 2014X1014-01).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-30
  • 修回日期:  2014-10-23
  • 刊出日期:  2015-03-05

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