（凝聚态物理专业论文）掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质.pdf

陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 摘要 钙钛矿结构锰氧化物材料体系是一种典型的电子强关联系统，其中同时存在 复杂的电荷、自旋、轨道和晶格自由度的交互耦合作用，使得产生新颖的电子、 自旋输运特性和多种奇异的性质，其物理内涵极为丰富，这一方面为研究揭示这 些特定属性提供了良好的研究对象，另一方面也为运用这些属性来构筑特定功能 材料和器件提供了很好的材料基础和广阔的应用前景。 本论文中以钙钛矿结构锰氧化物l a o 6 7 s r o 3 3 m n l ，m o x 0 3 ( 0 工0 0 6 ) 和 l a l x s r x f e 0 5 m i l 0 5 0 3 ( 0 工1 ) 体系作为研究对象，主要研究b 位和a 位的掺杂效应、 磁性离子之间的相互作用、以及掺杂诱导的材料磁性和电输运行为的机理。首先， 采用传统的固相反应法制备多晶样品，为了制备出单相的高质量的多晶样品，我 们在试验采用固相反应法制备样品的过程中，对其中的关键的工艺步骤如预烧、 烧结和温控等条件进行综合优化设计从而找到合理的制各工艺条件。其次，对样 品的晶体结构、微结构、磁性、电输运性质及磁电阻效应等物性进行系统表征和 分析，获得了一些有价值的实验和研究结果。 本论文包括以下五个部分。 第一章首先简要地回顾了不同种类磁电阻效应的材料、特点及其重要的应用 价值，然后简述了钙钛矿锰氧化物磁电阻材料的相关物性研究现状和相关理论基 础，主要包括晶体结构、电子结构、磁结构、磁性、电输运性质、交换作用、极 化子理论和相分离现象等，最后扼要地给出本文的研究目的、思路和研究内容。 第二章中首先介绍了多晶样品的制备方法和工艺过程，其次介绍了样品的各 种物性测试方法和技术，主要包括x 射线衍射( x r d ) 、扫描电子显微镜( s e m ) 、差 式扫描量热仪( d s c ) 、振动样品磁强计( v s m ) 、标准四探针法测电阻率和超导量子 干涉仪器件( s q u i d ) 磁学测量系统。 第三章制备了m o 掺杂l a o 6 7 s r o 3 3 m n l 吐m o 。0 3 ( 0 石o 0 6 ) 单相多晶样品体 系，系统研究了样品的磁性、磁相变、电输运特性和磁电阻效应。实验发现m o 低 4 扬州大学硕士学位论文 掺杂对l a o 6 7 s r o 3 3 m n 0 3 的居里温度影响很小，所有样品在室温下都具有铁磁性。 相变点附近的临界行为表明临界指数值在平均场理论和三维海森堡模型和伊辛模 型计算出的理论值之间，这表明材料中有大量的短程铁磁序与长程铁磁序共存。 m o 掺杂使室温下的磁电阻效应得到明显增强，例如，掺入4 m o l 比的m o 使室 温磁电阻增加大于5 0 。磁化强度与温度关系、电阻率与温度关系等实验结果都 表明m o 掺杂在l 锄6 7 s r 0 3 3 m n 0 3 铁磁基态背景下诱导出团簇自旋玻璃态行为，我 们基于团簇自旋玻璃态行为对磁电阻增强效应作出了合理的解释。在低温区 ( o 1 ( 叫死) o 5 ) ，电阻率随温度以p = 扁+ 岛p ( 2 i l 也5 ) 规律变化，主要是由 电子一声子散射和电子一磁波子散射共同起作用的结果。此外，电阻率存在更低 温下零场电阻率极小值，外加磁场可有效抑制电阻率反转，同时使电阻率极小值 向低温方向移动。 第四章研究了s r 掺杂的l a l - x s r x f e 0 5 m i l o 5 0 3 体系多晶样品的结构和磁性演化 行为特性。实验结果表明当s r 离子的掺杂量在o 2 5 工o 7 5 范围内时，原来的理 想的钙钛矿型结构( 砌j 胧) 畸变为菱形的钙钛矿结构( r _ c ) 。且随s r 掺杂量的增 加，样品的晶格常数和晶胞体积有所减小，多晶样品的平均晶粒尺寸也有所减小。 另外，不同的s r 掺杂水平诱导了系统中的磁性离子f e 和m n 的化合价态转变，从 而改变了不同价态的磁性离子f e 和m n 之间的不同类型交换作用的分配比例，导 致系统在宏观磁性上呈现出较复杂磁性演化特征。依据磁性离子f e 3 + ( 3 d 5 ：之) 、 m n 3 + 和f e 4 + ( 3 d 4 ：之) 、m 1 1 4 + ( 3 d 3 ：之) 之间可能存在的交换作用特点进行分析， 对研究的样品体系的磁化强度随外加磁场的变化关系给出了定性解释。 第五章对全文进行了总结和展望。 关键词：庞磁电阻效应钙钛矿结构锰氧化物磁性 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 5 a b s t r a c t t h ep e r o v s b t em a i l g a 工1 i t 髂i so n el 【i r l do ft y p i c a l ls 缸d n 哲yc o r r e l a t e de l e c t r o n s y s t e m ，删c hs i i n u l t a i l e o u s l yh 硒t h ec o m p l e xc h a r g e ，s p i n ，o r b i t a l s 锄dl a t t i c ed e g r e 鼯 o f 丘e e d o mt i l a ta r es 缸d n 舀yc o u p l c dt oe a c ho m e r w h i c hc a l l s 懿n 0 v e le l e c 们i l i c ，s p m 昀n s p o r t a t i o nc ：h a r a c t 甜s t i c 狮dr i c hp h y s i c a lp h 胁o m e l l a n ep e r o v s l ( i t em 觚g a l l i t 鹪 p l 。o 访d eag o o do b j e c tf 0 rr 懿翩r d l i r l gm e s es p e c i l e i c 蛐u t e s o nt 1 1 eo t l l e rh 觚d ，i ta l s o p r 0 v i d e sa b r o a da p 口i c 撕伽p r o s p e c tf 0 f 而l 幽gt l l e s ec b 舾a c t e r i s t i c st 0c o n s 缸u c t 也e s p e c i 6 c 矗m c t i o i l a lm a t e r i a l sa n dt 1 1 ed e v i c 嚣 h 1 t b j sd i s s e 蚴i o i l ，w es e l e c tt h e p e r o v s 】( i t em a l l g 砌t e s l a 0 6 7 s r o 3 3 m n l x m o x 0 3 ( o 工o 0 6 ) a n dl a l - x s r x f e o s m n o 5 0 3 ( o z 1 ) 勰m es t u d y s u b j e c t s ，a n di n v e s t i g a t et l l ee f i e c t so f d o p i n go nm n 觚dl as i t e s ，t h ei i l t e r a c t i o n s b e t w e e nd i 伍暂e n tm a g n e t i ci o 珊，趾dm em 楚皿e t i c 孤l d 昀n s p i o r tp r o p e n i 铭o ft 1 1 e m f i r s t ，t l l ep o l y c 巧s t a l l i n es a i l l p l e sh a v eb e 饥p r 印a r e db ys t a n d a r ds o l i d - s t a t er e a c t i o n h l o r d e rt op r e p a r el l i g hq u a l i t ) rp o l y c r y s t a l l i l l es 锄p l e s ，w ec 枷e do nm eo p t i m a ld e s i 弘 o ft 1 1 ep r e s i n t 缸l 岛s i i l t e r i n 吕a n dt 锄1 p l e r a t i l r ep r o c e s s i i l gp a r 锄c t e r st of i r l do u t l e 雄嘎) r ) p r i a t et e “cc o n d i t i o 珊t h e nw es t u d yt 1 1 e i rc r y s t a ls 劬c t 眦e ，m j c r o s 伽j 曲l r 岛 m a 口e t i c ，s p o r tp r o p 嘶i 岱，锄dm a 驴e c o r e s i s t a i l c e ，锄dg a i n c ds e v e r a lv a l u a b l e e x p 甜m e n t 孤dr e s e a r c hr e s u l t s t h ed i s s e r t a t i o nc o n t a i l l sf i v ec h a p t e 娼弱f o l l o w s ： 1 1 l ef i r s tc h a p t e r 西v ab r i e fr e “e wo fm em a 舯e t o r e s i s t 锄c ee 侬蛾o fd i 侬搠l t t y p e so fm a t 甜a l s ，c h 础l c t 耐s t i c s ，a n d l e i ri i l l p o r t a n t 砌u e n e nw e 劬d u c e l e r e s e a r c hs t a t u s 趾dt l l er e l a t e dp h y s i c a lp r o p e r t i 销o fp e r 0 v s l ( i t em 锄g a l l e s eo x i d e m 姆l 酏o r e s i s t a l l c em a t 丽a l s ，跚c h 勰c r y s t a ls 协j c t u r e ，e l o c 缸- 0 1 1 i cs m j c t i l r e ，m a g n 甜c s t l l j c t u r e ，m 孵1 e t i c ，e l e c t r i c a l 协m s p o f tp r o p e r t i 懿，e x c h 锄g ee f | f e c t p o l a r o nm e 0 巧锄d p h 嬲es 印a r a t i o n f i i l m l y ，w ep r e s e n tt l l er 懿e a r c h 烈l r l ) o s e ，i d e a s ，a n dc o n t 印t s 6 扬州大学硕士学位论文 i i i c h 印t e r 佃o ， w ed e s c n b em ep r 印绷l t i o nm e m o d s锄dp r o c e s s 销o f p o l y c r y s t a l l i n es 锄p l e s n 朗w ei 1 1 仃d d u c el es 锄p l e t e s t i i l g m e m o d sa n d t e c h n o l o 百鹤，跚c h 勰x r a yd i 衢a u c t i o n ( ) ，s c 锄n i l l ge l e c 们血c 而c r o s c o p e ( s e m ) ， d i 虢砌t i a ls c 锄l i n gc a l o 衄i e 仃y ( d s c ) ，v i b r a t i n gs 锄p l em a 印e t o m e t e r s 旧，m e s t a l l d 矾f o u r - p r o b et e c l l n i q u e a n ds l l p e 瑚n d u c t i r 培q u a r l n l i i li i l t e r f 细c ed e v i c 髓 ( s q u i d ) m a g n e t i cm e 懿u r 锄e n ts y s t 锄 h l c h 叩t e rt l l r e e ，、p r e s e n t t l l ed “l e dr e s u l t so f l es t n l c t u r e ，m a g n d i c m a 伊e t i cp h a s en 觚s i t i o i l e l e c t r i c a l 唧r tp r o p 鲥i 髓锄dm a 印e t o r e s i s t a i l c ee 讯脱o f l em od o p e dl a o 6 7 s r o 3 3 m n l x m o x 0 3 ( 0 x 0 0 6 ) t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w t h a t l em o d o p i n gm m ns i t el o w e r st l l ec l l r i et 锄1 p 铡肋r et cs l i g h t l 弘锄di 1 1 d u c c st l l e c l u s t e rs p i n 舀a u s sb e h a v i o ri nf e r r o m a g n e t i cs t a t eo fl a o 6 7 s r 0 3 3 m n 0 3 a c c o r d i n gt 0a s e n d o r d e rp h a s e 仃a j l s i t i o nm o d e l ，1 e 翻t i c a lb e h a v i o rn e a rt ci s 血v e s t i g a t c d s y s t e m a t i c a l l yb a s e do nt h es p e c i n ch e a t i n gd a t a i ti sn o t i c e dt h a tt h ev a l u eo ft h e 嘶t i c a l e x p o n e i l tp l o c a t e sb e 帆e 吼t 1 1 em e a n f i e l dv a l u e ( p = 0 5 ) a i l dt l l em 啪 d i m e l l s i o n a l ( 3 d ) i s i n gm o d e lv a l u e ( p = o 3 2 5 ) ，w m c h 跚g g e s t sm ec o e x i s t e i l c eo ft l l e s h o r t r a i l g e 锄d1 0 n 争r a n g ef e n - o m a 印e t i co r d e r s 盯o u n dt 1 1 e 嘶t i c a lt e l l 叩e r a n 卫e a s i g n i f i c a n te n h a n c e m e n t 向rr o o mt e n l p e r a t u t em a 印e t o r c s i s 切n c eh a sb c e i lo b s e r v c d d u et om od o p i n 岛w 1 1 i c hc 0 u l dl i k e l yb ea t t r i b u t e dt 0t l l ep r e s e i l c eo ft l l ec l u s t e rs p i n 百a s ss t a t ei i l t l l em od o p i i 培l a o 6 7 s r o 3 3 m n 0 3s y s t 锄1 1 1t 1 1 el o wt 锄p c r a t u r cr a f l g e ( o 1 ( 叫死) o 5 ) ，t h e d e c t r i c a l r e s i s t i 、r i t y i sf o u r l dt 0f o l l o wm ee q 删o n p = 岛+ 见p ( 2 p ( 0 ) ； 1 0 扬州大学硕士学位论文 ( 3 ) 在弱磁场下，揪日2 ； ( 4 ) 具有不饱和性。 各向异性磁电阻效应( a m r ) ：在铁磁性金属如f e 、c o 、n i 及其合金中，存在 明显的各向异性磁电阻效应( 删。它与o m r 不同，当外加磁场平行于磁体内部 磁化方向时，电阻随外加磁场增加而增大很少，当外加磁场偏离磁体的内部磁化方 向时，此类材料的电阻值将减小，即口侥( 曰) 0 ，口n ( 日) 迟 7 笸 f 7 。 1 霪 1 奚 7 。飞 心 卜 支纱 。、 。、 ，一。 、 r x rxrx 图1 9 半金属性铁磁c a m n 0 3 的少数自旋( 左图) 和多数自旋( 右图) 能带结构计算结果。其中 m n 3 d 和o - 2 p 的多数自旋态能带是交叠的，少数自旋态被能隙分开而杂化很弱。对两种自旋 态来说，氧能带都处在相同能量位置上。 与半金属性l a l 。c a x m n 0 3 的能带结构类似，对于l a l x s r x m n 0 3 而言，其中存 在m n 3 + 、m n 4 + 混合价态，具有巡游性的e g 电子和由t 2 9 电子组成的局域磁矩间存 在着交换作用，其强度约为2 5 e v ，远大于e 。能带的带宽( 1 5 。因此，在此铁 磁状态下其电子也是完全极化的。图1 1 0 给出了掺杂锰氧化物l a 加s r l 3 m n 0 3 的态 密度示意图【2 4 】。为清楚起见，图中同时给出了金属n i 的态密度作为对比。可以看 到，掺杂锰氧化物的能带结构与金属n i 的能带结构明显不同，在掺杂锰氧化物的 能带结构中，自旋向上和自旋向下的能带完全分开，自旋极化率为1 0 0 。上述结 果的正确性由p a r k 等在l a o 7 s r o 3 m n 0 3 薄膜中通过角分辨光电子能谱实验加以证实 洲。他们研究发现，l a o 7 s r o 3 m n 0 3 在低温下口 4 0 k ) 存在清晰的金属型费米面，且 全是多数自旋子带的电子。 卜 帕 n 一 - n 喜 卜 n n _ -竹甲- s 参点 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 b o 6e v n i 4 5 a v 2 5 p 葛i1 p 夸i i 。 垃。v 图1 1 0i j a 拍s r l 3 m n 0 3 和金属n i 的能态密度示意图 1 3 3 磁性与电输运特性 锰氧化物系统由于其中各种自由度( 电荷、自旋、轨道以及晶格等) 的相互耦合 作用而表现出非常复杂的磁性质，且在低温下金属导电性与铁磁有序联系在一起。 图1 1 1 所示为l a o 6 7 s r o 3 3 0 3 多晶样品的磁化强度随温度变化曲线【2 5 】。样品的顺 磁铁磁相变温度在3 7 5 k 附近，从5 k 下的m h 曲线中得到样品的矫顽力仅有2 0 o e ，呈现出典型的软磁性质。 扬州大学硕士学位论文 t e m p e 豫t u 】陀( k ) 图1 1 16 7 s r 0 3 3 m n 0 3 多晶样品的磁化强度与温度关系。其中内插图( a ) 为 t c 附近的m t 曲线，内插图( b ) 是5 k 下的m 1 曲线。 为进一步研究钙钛矿锰氧化物铁磁体的磁化率行为，s n y d e r 等【2 5 】作出了 l a o 6 7 ( s r c a ) o 3 3 m n 0 3 多晶和薄膜样品的约化饱和磁化强度与约化温度的平方关系， 即m i ，m o 与一( 叫乃) 之间关系，如图1 1 2 所示。由图中可以看出，在低温区m m o 与一( 叫) 2 成正比，这似乎表明系统中存在s t o n e r 型的单粒子激发。此后，j 血l e 和s m o l y a i l i i l o v a 等【2 眈7 】分别通过测量和分析l 锄3 ( p b ，c a ) l ，3 m n 0 3 和l a o 7 s r o 3 m n 0 3 单晶样品的低温磁化强度行为，结果显示该系统在低温下磁化强度行为主要归结 为自旋波激发而不是s t o n e r 型的单粒子激发。 一j_聋uao口日暑l-l畲母h乏 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 ( ，i l t c ) 2 图1 1 2 6 7 ( s r c a ) o 3 3 m n 0 3 多晶和薄膜的约化饱和磁化强度与约化温度平方的关系 物质在低温下的电输运行为能反应系统的低能激发态特征及电子的散射机 制。由于物质的电输运性质对于晶粒间界、各种缺陷、磁畴边界等非常敏感，虽 然在具有较多晶界的多晶样品中发现了较大的低温、低场磁电阻效应，一般为了 获得系统的本征特性，测量低温下锰氧化物的本征输运特性是非常重要的。这就 要求在实验中使用高质量的单晶样品( 有些情况下需高质量的单晶薄膜) 。 u r u s l l i b a r a 掣2 8 】较早系统地研究了l a l 。s r x m n 0 3 单晶样品的电输运性质。他 们采用浮区法( n o a t i n g z o n e ) 生长晶体。为控制晶体中的氧含量，不同掺杂水平晶体 在不同的气氛中生长。图1 1 3 显示出该系统的电阻率随温度的变化关系。从图中 可以看到，未掺杂的母体i a m n 0 3 为绝缘体。当0 19 【郢1 5 时，电阻在居里温度 以下先下降，然后随温度降低又急剧增大，基态为铁磁绝缘体。当砣= o 1 7 5 时，低 温铁磁相呈现金属导电性。需要指出的是图中电阻率曲线上的异常已用空心倒三 角形标明，这是由于体系从三方( r 相) 向正交( o 相) 结构相转变引起的。 扬州大学硕士学位论文 图1 1 3l a i x s r x m n 0 3 ( x 9 4 ) 单晶样品的电阻率一温度曲线，箭头所指为铁磁相变温度， 空心倒三角指示出由结构相变引起的电阻异常 目前关于钙钛矿型锰氧化物铁磁相在低温区的电输运机制仍存在争论。图 1 1 4 给出了上述l a l x s r x m n 0 3 ( 0 2 垒郢4 ) 单晶在低温区的电阻率一温度( p r ) 行 为，从图中可以得到，低温下样品的电阻率随温度变化关系可表示为 p ( 丁) = 岛+ 4 严，且很多这类c m r 锰氧化物的低温电阻率行为也表现出类似的 温度关系。其中岛是剩余电阻率，这是由晶体中的缺陷对载流子的散射所致，彳丁2 项反映载流子的散射机制。 一eoq一空i露一s9芷 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 产( 1 酽峭 图1 1 4l a l 。s r x m n 0 3 铁磁体在低温区的电阻率温度关系，其中内插图显示 系数a 随掺杂浓度的变化，空心倒三角表示结构相变点 低温区电阻率与温度的平方成正比，这似乎表明这类锰氧化物体系中的散射 机制是电子一电子散射。然而，这类锰氧化物体系中的丁2 项的 k a d o w a i 【i w b o d s ( 比值矿( 丫为电子比热系数) 比以电子一电子相互作用为主 要散射机制的f e 肌i 液体的k w 比值要要大一至两个数量级【2 9 1 。说明除电子一电 子散射机制不太可能，除此以外，在这类锰氧化物体系中还必须考虑其它散射机 制的影响。一般认为可能与电子磁波子散射有关。w 姐g 和z h a i l g 在考虑锰氧化 物铁磁体由于双交换作用而显示出半金属特性基础之上求解了包含单磁波子散射 的玻尔兹曼方程，得到系统在高于和低于6 0 k 时，夕( r ) 分别与丁5 2 和2 成正比 关系。这与j a i l n e 等【3 0 】研究l a o 6 7 ( p b ，c d ) o 3 3 m n 0 3 单晶样品的电阻率行为结果很一 致。z l l a 0 等【3 l 】研究了l a l x c a x m n 0 3 ( x = o 2 5 ，0 4 ) 外延薄膜的低温电阻率行为，在 一eog冉op一一。一ci。譬一ci 扬州大学硕士学位论文 6 0 k 以上，样品的电阻率p ( r ) 正比于r 2 ，但在6 0 k 以下则逐渐偏离丁2 关系，他们 采用幂律关系对实验数据进行拟合，得到最佳拟合的幂指数为2 2 4 ，参见图1 1 5 。 s 出f 衔等【3 2 】采用p ( 乃= 岛+ 彳r 描述了l a l 。c a x m n 0 3 体系的低温电阻率行为， 发现当温度t 乃时，锰离子的磁矩取向是 无序的，因而系统的电阻较大；r 正 ( 1 ) ( 2 ) 定义约化温度1 1 一l 为t ，我们选取t = 0 5 范围内的实验数据进行分析。利用公式 l c l ( 1 ) 和( 2 ) 对所有样品的比热奇异行为进行分析，由此可以得到相应的临界指数0 【和 a 7 。图3 7 中分别显示了有代表性的l a o 6 7 s r o 3 3 m n 0 3 样品的比热在临界点( t c ) 附近 的奇异行为，其中实心散点为实验数据，实线为理论拟合结果。所有样品的理论 拟合得到的0 【和仅值列在表一中。描述比热奇异性的两个临界指数a 和仅基本相同， 在实验误差范围之内，所有样品的临界指数均为伍= a 如o 伽0 6 。 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 鹭 弓 昌 一 v u 、 誓 弓 暑 商 v u 图3 7l a 0 6 7 s r 0 3 3 m n 0 3 样品的实验值和拟合临界指数仅和a 曲线 磁化强度m 也可以用临界指数d 来描述【7 0 】： 器h 纠小巧 c 芘垡咝婴乏丝剑： d ( 引互) ( 4 ) c 芘( 等一) 2 卢一1 ( ) 2 ，丁 。5 ， 以得到描述磁化强度临界行为的i 临界指数p 。图3 8 中给出了有代表性的 l a 0 6 7 s r 0 3 3 m n 0 3 样品的临界指数p 的实验值和理论拟合曲线。所有样品的理论拟合 5 4 扬州大学硕士学位论文 三维海森堡模型( o 3 6 5 ) 和伊辛模型( o 3 1 ) 计算出的理论值之剐7 。这表明在临界 点附近材料中有大量的短程铁磁序与长程铁磁序共存。 图3 8 6 7 s r o 3 3 m n 0 3 样品的实验值和拟合临界指数d 曲线 表一6 7 s r o 3 3 m n l 一。m o x 0 3 ( 0 虫0 0 6 ) 体系的临界指数的拟合结果 m o c o n t e t ( x ) 伍 口 p7 】c = o o 0 4 o o lo 0 5 o o lo 4 l o 0 1 1 1 3 o o l i = o 0 1o 0 4 o 0 lo 0 5 o o lo 3 9 o 0 l1 1 7 o 0 1 】【= = o 0 2 o 0 4 o o l 0 0 5 o o lo 4 0 o o l1 1 5 o o l 】c = 铀0 3o 0 4 0 0 1o 0 6 0 0 10 3 5 o 0 1 1 2 5 0 0 l 】产町0 4o 0 5 o 0 10 0 5 o o lo 4 l o o l 1 1 3 0 0 1 】c = 町0 6o 0 5 o o lo 0 5 o o lo 3 9 o o l 1 1 7 o o l 利用标度律关系：口+ 2 + ，2 2 可以得到小吼时的临界指数y 在1 1 3 到1 2 5 之 间。另外，值得注意的是在其它使用不同的测量方法和类似体系中得到临界指数 值有很大差异，例如，m a n i i l 等和g h o s h 等【“，6 8 1 都研究了l a o 7 s r o 3 m n 0 3 高质量单晶 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 5 5 材料的临界指数，他们用中子散射方法和直流磁化进行测量，选取的约化温度范 围分别为o t o 1 3 和0 o o t 0 0 3 ，得到临界指数肛o 2 9 5 0 0 2 和p = 0 3 7 o 0 4 。鼬n 等【6 l 】分别使用磁化强度、磁化率和比热法研究l a o 7 5 s r o 2 5 m r 0 3 单晶材料，选取的约 化温度范围为0 o o t o 0 1 ，得到临界指数p ；o 4 0 o 0 2 。m o h 锄等【6 2 】测量了 l a o 8 s r 0 2 m 1 1 0 3 多晶材料的直流磁化强度随温度的变化，选取的约化温度范围为 0 o 惝o l ，得到临界指数胪o 5 0 0 0 2 。临界指数p 的这种显著的不一致性取决于 以下几个方面的因素：首先，临界指数p 直接取决于自旋之间相互作用的哈密顿量， 对于不同成分结构的材料而言，它们的微观自旋相互作用的范围有很大不同，从 而导致临界指数的不同。t a r a n 等【7 2 l 研究了l a o 7 s r o 3 m n 0 3 、7 c a 0 3 m n 0 3 、 p r 0 7 c a o 3 m n 0 3 体系材料的临界指数及其与输运性质之间的关联特性，他们指出在 类似的钙钛矿锰氧化物体系中临界指数的大小的变化取决于它们的不同基态。其 次，临界指数p 对于材料的晶相质量有一定的敏感性，同样体系的单晶和多晶材料 中测量到的临界指数也有一定差异。第三，不同测量方法中分析时所选取的温度 范围不一样，s d l w a n z 等【6 9 】用宽带微波表面阻抗测量法研究了l a o 8 s r o 2 m n 0 3 单晶材 料的临界指数，他们分别选取了不同的温度范围进行分析，得到的临界指数分别 为p = o 4 5 士o 0 5 ( o t o 0 5 ) 、p = o 3 3 ( 0 0 1 t o 1 1 ) 。他们指出一般来说，临界指数p 随着约化温度t 范围的增大而有减小的趋势。对于给定的材料来说，在研究临界指 数的行为时应选择合适的约化温度范围。目前，不同的研究者所选用约化温度范 围不尽相同，一般情况下为0 墨沈一的_占ia墨沈is笛 陈亮掺杂钙钛矿锰氧化物的制备、结构及磁电性质 度关系可用多种的不同的方程式来进行拟合和研究其散射机制。为了进一步研究 l a o 6 7 s r 0 _ 3 3 m n l 。m o x 0 3 体系的电输运行为特性，我们首先选择有代表性的两个样品 l a o 6 7 s r o 3 3 m n l x 】m o ；0 3 ( x = 0 ，o 0 2 ) 的零场下电阻率与温度p 口z 曲线进行拟合研究。 通过尝试选择不同的理论模型发现采用户= 风+ 见丁4 模型可以获得最佳的拟合 结果，其中扁是剩余电阻率，主要是由晶界及其它与温度无关的散射过程如随机 分布的缺陷和氧空位等决定，见r 项则反映出了载流子的散射机制