稀土锰氧化物异质结的制备及磁性研究

来源 :内蒙古科技大学包头师范学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:denny322
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钙钛矿型氧化物因其丰富的磁电性质而备受关注。其中,La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)材料作为一种室温半金属材料,具有较高的传导电子极化率的同时,还具有较低的吉尔伯特阻尼因子,在自旋电子学领域有巨大的应用潜能。为进一步探索材料的高频磁化性质,尤其是异质结层间耦合对样品高频磁性的影响,我们利用基于Physical Property Measurement System(PPMS)系统的低温高场Vibrating Sample Magnetometer(VSM)和变温铁磁共振系统,对使用脉冲激光沉积(PLD)方法制备的LSMO外延膜及LSMO/LMO异质结材料的静态和动态磁性进行了分析,所做的主要工作以及所得到主要结论包括:使用变温Ferromagnetic Resonance(FMR)系统对LSMO外延膜的磁性进行了分析,结果表明,由室温到100 K温度区间内,样品磁矩及垂直单轴各项异性常数绝对值随温度降低而升高,100 K温度以下,样品的磁化强度和单轴各向异性常数趋于恒定。对磁晶各项异性等效场的拟合结果表明,随温度降低磁晶各项异性常数呈线性变化,并于225 K附近出现符号改变,代表易磁化方向发生了改变。通过测试,获得了LSMO薄膜材料本征磁性随温度变化的较为全面、完整的数据。使用变温铁磁共振方法,对LSMO/LMO异质结性质进行了测试。结果表明,在LMO居里温度以下,LSMO与LMO间呈现铁磁耦合,层间磁耦合随温度降低而增强;相对于LSMO单层膜样品,异质结样品相同频率下的共振场大幅度降低,即相同外加磁场下异质结样品的共振频率明显升高。上述结果表明,利用不同铁磁材料之间的层间耦合,可以有效地调控材料在特定磁场下的共振频率。对LSMO薄膜和LSMO/LMO异质结材料的磁熵变进行了测试和分析,结果表明通过覆盖LMO覆盖层,LSMO的磁熵峰值由350 K附近移动至300 K左右,磁制冷工作温区被调整至室温,并获得一定程度的展宽。这一结果表明利用铁磁材料和顺磁材料间的界面相互作用,可以对材料的居里温度进行调整,使其获得合适的磁制冷工作温区。该项工作对部分磁制冷工质材料性能优化有一定启发意义。论文还简要介绍了作者在低氧压下进行LSMO材料层状生长的工艺探索及超晶格样品制备工作,以及铁磁绝缘体钇铁石榴石(YIG)薄膜制备方面所做的探索工作。
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