Магнитные и транспортные свойства композитов
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
°к управляющего элемента для изменения высоты потенциального барьера было предложено еще в 70-х годах прошлого века. Такой переход в простейшем случае представляет собой слоистую структуру, в которой два металлических электрода разделены слоем сегнетоэлектрика. Изменение направления поляризации сегнетоэлектрика приводит к изменению высоты туннельного барьера, что должно сказаться на проводимости такого перехода[10].
Цель предлагаемой работы - сравнительное исследование магнитных транспортных и диэлектрических свойств поликристаллического образца (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3, в виде спрессованного порошка полученным растиранием монокристаллов, и композита [(La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3]1-x[PbTiO3]x. И главный вопрос, на который предстояло ответить, оказывает ли влияние сегнетоэлектрическая фаза на транспортные и магнитные свойства манганита.
.3 Примеры композитов
Число публикаций за последние несколько лет растёт, а составы композитов отличаются большим разнообразием. В качестве примера в этом параграфе я опишу получение и свойства композитов, наиболее близких к манганиту.
Пример: В этом обзоре мы приводим некоторые примеры найденных в литературе композитов (полученных и исследуемых близких к нашему композиту) на основе оксидов переходных металлов.
В качестве примера композиционного материала я изучила композиты (1-х) La0,67Ca0,33MnO3/xCuFe2O4 (x=0,0. 04,0. 07,0.10 и 0.15) [3]. Матрица обладает очень интересными магнитными, электрическими и магнитоэлектрическими свойствами. В манганитах наблюдаются такие свойства как зарядово и орбитально-упорядочение, спиновое упорядочение, колоссальное магнитносопротивление, сосуществование ферромагнитных и антиферромагнитных фаз, переход металл-диэлектрик. В обозреваемой работе в качестве ферромагнитной фазы выбрано соединение с перовскитоподобной структурой La0,67Ca0,33MnO3(LCMO) и магнитомягкий (феррит) CuFe2O4, обладающий большим электросопротивлением (изолятор). LCMO выбран как матричный материал с Тс=250 К, а CuFe2O4 выступает как армирующая добавка.
Результаты рентгеновских исследований и микрографии, снятые с помощью сканирующего эмульсионного электронного микроскопа, показали что большие зёрна CuFe2O4 распределены случайным образом и окружены малыми зёрнами LCMO.
а)b)
Рисунок 1.2 Температурные зависимости сопротивления в нулевом поле для композитов (1-х) La0,67Ca0,33MnO3/xCuFe2O4 (x=0,0. 04,0. 07,0.10 и 0.15) (а), температурная зависимость магнитосопротивления для тех же составов в поле Н=3Т (b)
На рис. 1.2 Представлены температурные зависимости сопротивления в нулевом поле для композита (1-х) La0,67Ca0,33MnO3/xCuFe2O4 (x=0,0. 04,0. 07,0.10 и 0.15). Видно, что все образцы обладают переходом металл-изолятор.
Чистый LCMО претерпевает переход металл-изолятор при Т = 230 K, что ниже чем Тс. Введение CuFe2O4 понижает температуру перехода металл-изолятор. Сопротивление композитов увеличивается с увеличением содержания CuFe2O4. В чистых образцах LCMO электрический транспорт осуществляется непосредственно через контакт зёрен LCMO. При введение CuFe2O4, который уменьшает электронную проводимость из-за блокирования каналов проводимости на границах зёрен между LCMO, что приводит к уменьшению температуры перехода металл-изолятор и увеличивает сопротивление с повышением содержанием CuFe2O4. На рис. 1.3 приведена температурная зависимость для намагниченности в поле Н=0,1 Т для х=0, 0. 10,1.
Рисунок 1.3 Температурная зависимость намагниченности в поле Н=0,1 Т для х=0, 0. 10,1.
В этой работе показано, что композиты (1-х) La0,67Ca0,33MnO3/xCuFe2O4 имеют большее магнитосопротивление, чем чистый LCMO, что объясняется спин-поляризационным туннелированием между зёрнами, благодаря усилению магнитного беспорядка в зёрнах.
В качестве примера ещё одного композиционного материала, я изучила композиты (х) MgFe2O4 - (1-х) ВаТiO3 (x= 0,4, 0,5 и 0,6) [1]. Рисунок 1.4 показывает изменения коэффициента ME связи соединений (х) MgFe2O4 - (1-х) ВаТiO3 с x = 0,4, 0,5 и 0,6, что свидетельствует о сильной зависимости от содержания феррита. Увеличение ФМ повышает ME. Это наблюдение может быть связано с большей динамической магнитострикцией, которая отвечает за механическую связь с пьезоэлектрической фазой. На вставке рисунка 1.4 представлены частотные зависимости ME отклика, на которой ясно видно, что выход ME изменяется в зависимости от частоты. Аналогичное явление также сообщается для зернистых и слоистых ФМ-пьезоэлектрических композитов.
Рисунок 1.4. Магнитоэлектрический коэффициент соединения (х) MgFe2O4 - (1-х) ВаТiO3 с x= 0,4, 0,5 и 0,6. Вставка демонстрирует частотные зависимости МЕ отклика.
Таким образом, в этой работе показано, что все системы показывают мультиферроичное поведение, с улучшением ферроэлектрических свойств. В этой системе получены магнитодиэлектрический и магнитоэлектрический эффекты. Состав x=0,6 показывает самый высокий МЕ. Эти свойства композита демонстрируют возможности их потенциального применения в различных электронных и СВЧ-устройствах.
2. Описание структуры и физических свойств (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3иPbTiO3
2.1 Структура и физические свойства PbTiO3
Титан свинца PbTiO3 обнаруживает сегнетоэлектрическую активность при комнатной температуре и имеет сегнетоэлектрическую точку Кюри, равную 490?С.
Сегнетоэлектрики - кристаллические диэлектрики, обладающие в определенном диапазоне температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая существенно изменяется под влиянием внешнего воз