Магнитные и транспортные свойства композитов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
века.
(a)(b)
Рисунок 1.1. Уровни Ферми. а-ориентация гранул параллельна, b-ориентация гранул антипараллельна
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.
1.3 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.
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.
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.
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
композит материал волокно физический
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 воздействия, например, электрического поля.
При нагревании сегнетоэлектрика спонтанная поляризация, как правило, исчезает при определенной температуре, называемой точкой Кюри. В этой точке происходит фазовый переход сегнетоэлектрика из полярного состояния (полярной фазы) в неполярную (параэлектрическую) фазу.
При комнатной температуре структура PbTiO3 представляет собой тетрагонально-искаженную перовскитную решетку, изоморфную структуре тетрагонального BaTiO3. Параметры ячейки PbTiO3 имеют следующие величины: a=3,904 ?, c=4,150 ?.
что свидетельствует о значительно большем тетрагональном искажении, чем в случае другого сегнетоэлектрика BaTiO3, где c\a=1,01. Такое сильное искажение обуславливает довольно существенное изменение кристаллической решетки при сегнетоэлектрическом переходе.
2.3 Структура и физические свойства (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3
Обзор по структуре и физическим свойствам (La0.5Eu0.5)0.7Pb3MnO3 сделан в основном