Магнитные и транспортные свойства композитов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?в (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 максимальная температура нагрева была 1200?С, скорость охлаждения 2?С/час до 980 ?С.
Полученные кристаллы извлекались из тигля механическим путём (выбиванием), перетирались в порошок и отдавались на рентген. Рентгенограмма для композита (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3+PbTiO3(14%) содержит рентгенограмму чистого (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 (рис. 3.2).
Рисунок 3.2. Рентгеновский спектр композита (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3+Pb TiO3(14%)
3.3 Получение композитов (1-х) (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3+хPbTiO3
При получение композитов порошок из растертых монокристаллов (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 перемешивался с порошком PbTiO3.
Полученные монокристаллы (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 размельчились до тонко - дисперсного состояния и тщательно перемешивались с PbTiO3, в соотношеие указанном в таблице №2 Подготовлено семь составов. Далее прессовались таблетки при давление ?5 тонн на см2, полученные таблетки отжигались на протяжении 24 часов при температуре 750?С.
Полученные образцы перетирались в порошок и отдавались на рентгеноструктурный анализ. Так как на рентгенограммах все рефлексы относятся либо к PbTiO3 (рис. 3.1), либо к (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3 (рис. 3.2), это является подтверждением, что при отжиге смесей этих композитов не произошло химических реакций. Это свидетельствует, что выбранные режимы отжига оказались удачными.
X0,020,040,060,080,10,120,14(1-х) 0 (La0.5Eu0.5)0.7Pb3MnO3261,2mг255,8mг250,5mг245,2mг239,5mг234,5mг229,2mгхPbTiO35,33 mг10,7 mг16 mг21,3 mг27 mг32 mг37,3 mг
3.4 Установка для измерения транспортных и диэлектрических свойств твёрдых тел на переменном
Рисунок 3.3. Блок-схема измерительной установки: 1 - измерительная вставка; LCR-метр Agilent E4980A, предназначенного для автоматического измерения емкости, индуктивности и сопротивления (тангенса потерь, добротности) на переменном токе; БПМ - блок питания магнита; ИМП - измеритель магнитного поля; ТП - термопара; ИТ - измеритель температуры; ТР - терморегулятор
Для исследования транспортных свойств образец закреплялся на специальной вставке. Вставка устанавливалась на конце длинной трубки, которая вводилась в криостат. Также на конце трубки, рядом с образцом, находится спай термопары. Второй спай термопары помещался в жидкий азот. Термопара подключалась к прибору tSTAT310X, который также использовался для регулирования температуры в камере с исследуемым образцом. Измерения проводились на приборе Agilent E4980A, который выдает значения емкости C и сопротивления R, в диапазоне частот от 20 Гц до 2 МГц. Камера криостата находится между полюсами электромагнита, который позволяет проводить измерения в приложении внешнего магнитного поля.
3.5 Транспортные свойства (1-х) (La0.5Eu0.5)0.7Pb0.3MnO3+xPbTiO3
Обратимся теперь к транспортным и магнитотранспортным свойствам полученных образцов. Исследования проводились как на установке PPMS-9 в магнитных полях до 90 kOe, так и с использованием оригинальной автоматизированной установки для исследования гальваномагнитных свойств твердых тел. Зависимость имеет вид, характерный для манганитов оптимального состава - пик на зависимости, связанный с переходом металл-диэлектрик; сильное уменьшение величины пика в магнитном поле, определяющее эффект колоссального магнитосопротивления и смещение максимума пика в магнитном поле в сторону высоких температур. Следует, однако, заметить, что по сравнению с монокристаллами пик на температурной зависимости сопротивления очень сильно сдвинут в сторону низких температур от температуры магнитного фазового перехода ТС. Кроме того, при низких температурах сопротивление и величина магнитосопротивления вновь начинает расти. Такое поведение, характерно для поликристаллических образцов и связано с туннельным вкладом в резистивные и магниторезистивные свойства. Дело в том, что поликристаллические образцы манганитов представляют собой ферромагнитные гранулы с металлическим типом проводимости, поверхность которых покрыта тонким граничным слоем с диэлектрическими свойствами. За счет этого в поликристаллических манганитах реализуется разветвленная сеть магнитных туннельных контактов. Туннельные свойства такой кооперативной системы магнитных туннельных контактов наиболее сильно начинают проявляться при низких температурах. Несмотря на то, что туннельный вклад оказывает существенное влияние на транспортные свойства поликристалла вольт-амперные характеристики оказываются линейными во всем диапазоне температур. Эта ситуация характерна для большой разветвленной сети магнитных туннельных контактов с различающимися характеристиками, кроме того, основную роль в определении характера проводимости продолжает играть не туннельный механизм.
У композита сопротивление оказалось значительно больше, по сравнению поликристаллическим образцом. Но самым главным принципиальным различием оказалось отсутствие пика на температурной зависимости сопротивления, связанного с переходом металл-диэлектрик. Вместе с тем, эффект колоссального магнитосопротивления сохранился. По-видимому, диэлектрическая фаза, добавляемая в композит, участвует в формировании потенциальных барьеров между гранулами манганита.
Туннельный вклад в резистивные свойства при этом, становиться определяющим. Подтверждается это и исследованием ВАХ композита при различных температурах. Eсли при высоких температурах ВАХ практически линейны, то по мере понижения температуры они приобретают вид характерный для туннельных переходов.
Формул