【摘 要】
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ABO3钙钛矿型氧化物衍生出掺杂稀土的锰氧化物RE1-xAExMnO3（RE为三价稀土离子,AE为二价碱土金属离子）,是有着丰富的物理性质和极大的潜在应用前景的一类材料。在该类材料中发现
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ABO3钙钛矿型氧化物衍生出掺杂稀土的锰氧化物RE1-xAExMnO3（RE为三价稀土离子,AE为二价碱土金属离子）,是有着丰富的物理性质和极大的潜在应用前景的一类材料。在该类材料中发现的庞磁阻效应（colossal magnetoresistance,CMR）、电阻温度系数（Temperature coefficient of resistance,TCR）和金属-绝缘体转变（Metal-insulator transition,MIT）是其应用的主要物理性能。其中,最典型的材料体系有La1-xCaxMnO3,其TCR和MR较小,阻碍了其实际应用,如在红外探测器、磁性传感器和磁制冷器件等方面。本论文的研究内容主要是通过银和稀土的掺杂来得到具体高TCR和MR的材料。由于银的掺杂能显著提升La1-xCaxMnO3的TCR,论文采用了与以往方法不同的银掺杂,具体为在形成凝胶时就将银以离子的形式混合于一体,这样制备得到的材料中,银掺杂的颗粒大小均匀性更高,粒度相对固相掺杂更小。为了得到最佳的银掺杂工艺和掺杂量,制备了不同的烧结温度和Ag NO3初始添加量的多系列多晶陶瓷中,得到La0.67Ca0.33MnO3:yAg样品的最佳烧结温度为1450℃,此时样品表现出单一的钙钛矿结构,优异的结晶质量,晶粒尺寸均匀,Tp较高,峰值电阻率(ρmax)较小,TCR最大。确定了烧结温度后进一步研究确定Ag的最佳掺杂量,对不同银掺杂量（0～0.3mol）下样品的电磁性能进行了分析比较,得到La0.67Ca0.33MnO3:0.1Ag的TCRmax达到了60.45%·K-1,同时MR有着较大的提高,即MRmax为69.63%。为了进一步提高材料的MR,研究了具有磁性稀土元素Sm来替代La位,先后制备得到了La0.7-xSmxCa0.3MnO3:yAg（x=0～0.15,y=0,0.1）和La0.7-xSmxCa0.2Sr0.1MnO3:yAg（x=0～0.25,y=0,0.1）系列陶瓷样品。XRD得出,随着Sm3+的掺杂量增加,陶瓷样品的衍射峰向高角度移动,结合精修结果表明其晶粒尺寸逐渐减小。电输运性能测试结果表明,随着Sm3+的掺杂量增加,其Tp逐渐降低,ρmax逐渐增大,TCRmax和MRmax却不是一致的单调变化。在掺杂银的LSCSMO:Ag体系中,TCR和MR都是先升高后降低,并且在同一Sm掺杂量下达到最大,即为La0.55Sm0.15Ca0.2Sr0.1MnO3:0.1Ag,其中TCRmax=49.94%K-1,MRmax=92.17%。本论文的研究得到了同时具有高TCR和MR的材料,使得该材料在实际应用中的发展有着一定的提高。
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