Магнитные и транспортные свойства композитов
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?ивления композита [(La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3]0.84[PbTiO3]0.14 на различных частотах
Здесь - проводимость на постоянном токе, - константа, - частота тока, - показатель, зависящий от типа материала (диэлектрик, полупроводник, металл), его дефектности и т. д. Приведенный закон хорошо выполняется для широкого круга материалов. В настоящее время нет общепринятой микроскопической модели поясняющей поведение проводимости на переменном токе в соответствии с уравнением (3.1). Тем не менее, есть несколько теоретических подходов, в которых такое поведение () обосновывается для различного класса материалов [11,12],. Заметим, что в нашем случае наиболее сильно частотная зависимость сопротивления проявляется в области пика сопротивления, где, как считается, реализуется неоднородное магнитное и электронное состояние. Влияние магнитного поля на сопротивление проявляется так же, как и в случае постоянного тока (рис. 3.12).
Неожиданным оказался результат исследования проводимости на переменном токе для композита. На рис. 3.13 приведены температурные зависимости сопротивления, полученные на разных частотах.
Рисунок 3.14 Магнитосопротивление композита [(La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3]0.84[PbTiO3]0.14 на частоте 2 МГц
Видно, что если в области высоких температур зависимости не сильно зависят от частоты тока, то в при низких температурах зависимость весьма существенная. При этом, по мере увеличения частоты на зависимостях все отчетливее начинает проявляться пик, положение которого также зависит от частоты. Чем выше частота, тем больше особенность сдвигается в область высоких температур. По сути, для образца композита начинает проявляться пик, который мы наблюдали для поликристалла и который соответствует переходу металл-диэлектрик. Объяснить это можно следующим образом. Как мы указывали ранее, большая величина сопротивления композита связана с большой величиной туннельного вклада в сопротивление композита. Этот вклад определяется не внутренними свойствами материала манганита, а границами раздела между гранулами манганита, которые играют роль туннельных барьеров. Туннельное сопротивление на постоянном токе оказывается настолько большим, что на его фоне невозможно заметить пик, связанный с переходом металл-диэлектрик и который определяется главным образом внутренними свойствами материала манганита. Для переменного тока диэлектрические границы между гранулами можно рассматривать как некоторую эффективную емкость, сопротивление которой уменьшается по мере увеличении частоты переменного тока. Т.е., на высоких частотах туннельные переходы оказываются шунтированными и преобладающим оказывается вклад в проводимость, связанный с внутренними свойствами гранул манганита. Хотя, следует отметить, что при низких температурах сопротивление снова начинает быстро расти, свидетельствуя об усилении туннельного вклада в сопротивление (рис. 3.14). На этом же рисунке показано влияние магнитного поля, которое оказывается весьма слабым.
Необходимо подчеркнуть, что предлагаемый нами сценарий - лишь один из возможных. Помимо, механизма, связанного с туннелированием через потенциальные барьеры, можно рассматривать и другие, например, механизм, связанный с процессами перескока носителей заряда между локализованными состояниями. В данном случае будет наблюдаться подобный характер поведения проводимости, а наличие пика будет свидетельствовать о наличии релаксационного (Дебаевского типа) процесса. Чтобы попытаться прояснить происхождение особенности в поведении сопротивления на переменном токе, мы провели исследование комплексной диэлектрической проницаемости.
.6 Исследование комплексной диэлектрической проницаемости
Изучение комплексной диэлектрической проницаемости является мощным инструментом исследования композитов типа металл-диэлектрик. Спектральные и температурные зависимости диэлектрических констант можно использовать для обнаружения дипольного электрического момента и определения его характеристик, даже когда речь идет о локальном дипольном моменте в малых кластерах без наличия дальнего порядка. В нашем случае примесной фазой является сегнетоэлектрик и, поэтому, данные о поведении действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости позволят получить информацию об этой фазе и о ее сегнетоэлектрических свойствах. Диэлектрические свойства отражают также информацию о зарядовом транспорте и процессах зарядового упорядочения. Чувствительны диэлектрические константы и к микроструктуре композитов. Отклик диэлектрических свойств на воздействие магнитного поля даст возможность определить основные механизмы, определяющие поведение диэлектрических и электрических транспортных свойств.
Действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости композитов (100-x) [(La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3] - x[PbTiO3] c x=0, 10 и 12 %. измерялись в области температур 80-300 К, которая охватывает область перехода металл-диэлектрик манганита (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3, в диапазоне частот от 100 Гц до 2 MHz, в магнитных полях до 10 кOe. На Рис. 3.15 приведены температурные зависимость действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости для разных частот возбуждающего электрического поля в отсутствие магнитного поля. Обратимся с начала к поведению поликристаллического манганита без примеси сегнетоэлектрической фазы. Действительная часть комплексной диэлектрической проницаемости поликристаллического (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 уменьшается с понижением температуры, наиболее с?/p>