A位掺钙对钙钛矿铬氧化物ReCrO3(Re=La,Y)磁性影响

摘要

钙钛矿结构稀土铬基氧化物ReCrO3由于其独特的物理性质，以及在功能材料方面的巨大应用前景，成为当前的研究热点。此前对于钙钛矿结构稀土铬基氧化的研究主要集中在其高温下的电输运性能和催化性能，但是关于其磁性的研究不够系统和深入。在本论文中，我们选取LaCrO3和YCrO3母体作为研究对象，在其A位掺杂二价碱金属离子Ca2+，通过调节掺杂量研究Ca掺杂对母体晶体结构和磁性的影响，试图揭示系统磁性变化的本质原因。具体研究内容如下： 第一章，简要介绍了钙钛矿结构稀土铬基氧化物的晶体结构、性能、制备方法以及研究现状，并对研究中涉及的磁学基本概念和理论进行了介绍。 第二章，主要介绍了固相反应法制备样品过程中用到的化学试剂和设备，同时还介绍了表征分析手段。 第三章，首先选取不同烧结温度的LaCrO3和La0.67Ca0.33CrO3样品为研究对象，得出了固相反应法制备La1-xCaxCrO3（0≦x≦0.5）样品的最佳成相温度为1400℃。后续采用固相反应法在1400℃烧结制备了不同掺杂量的La1-xCaxCrO3（0≦x≦0.5）系列样品。实验结果表明，在整个掺杂量范围内，La1-xCaxCrO3样品的晶体结构和空间族群均与母体相同，晶格参数a,b,c随掺杂量增加而逐渐减小；在LaCrO3的A位掺入二价Ca2+会使系统中出现Cr3+/Cr4+离子的混合态，系统中存在Cr3+-O-Cr4+间铁磁性双交换作用以及Cr3+-Cr3+间、Cr4+-Cr4+间的反铁磁超交换作用，这三种交换作用相互竞争使系统磁性发生变化。磁性测试结果表明，母体LaCrO3为G型反铁磁，当掺钙量0

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第1章 绪论

1.1 钙钛矿氧化物概述

1.1.1 钙钛矿化合物的晶体结构

1.1.2钙钛矿化合物的性质及应用

1.1.2.1 磁热效应

1.1.2.2 催化性能

1.1.2.3 离子导电性

1.1.2.4 敏感特性

1.1.2.5 巨磁阻效应

1.1.3 钙钛矿化合物的制备方法

1.1.3.1 熔盐法

1.1.3.2 溶胶-凝胶法

1.1.3.3 水热与溶剂热合成法

1.1.3.4 固相反应法

1.2 磁性基础知识

1.2.1 磁性基本概念

1.2.2 磁性原子间的交换作用理论

1.2.2.1 直接交换作用

1.2.2.2 间接交换作用

1.2.3 特殊磁态

1.2.4 交换偏置效应

1.3 钙钛矿结构稀土氧化物研究概况

1.3.1 研究的主要方向

1.3.2 ABO3型稀土铬基氧化物及掺杂效应研究进展

1.4 本文研究的主要内容和意义

参考文献

第2章 实验方法及性能表征

2.1 实验试剂和仪器

2.1.1 主要化学试剂

2.1.2 主要实验仪器

2.2 样品表征

2.2.1 物相及晶体结构分析

2.2.2 磁性能测试分析

2.3 本章小结

第3章 La1-xCaxCrO3的制备工艺及磁性

3.1 引言

3.2 温度对La1-xCaxCrO3成相及磁性影响

3.2.1样品的制备

3.2.2 结果与讨论

3.2.2.1 La1-xCaxCrO3(x=0, 0.33)样品的晶体结构分析

3.2.2.2 La1-xCaxCrO3(x=0, 0.33)样品的磁性分析

3.3 掺钙量不同对La1-xCaxCrO3成相及磁性影响

3.3.1样品的制备

3.3.2结果与讨论

3.3.2.1样品的晶体结构分析

3.3.2.2 样品的磁性分析

3.4 本章小结

参考文献

第4章 Y1-xCaxCrO3的制备及磁性研究

4.1 引言

4.2 温度对Y1-xCaxCrO3成相及磁性影响

4.2.1样品的制备

4.2.2 结果与讨论

4.2.2.1 Y1-xCaxCrO3(x=0,0.33)样品的晶体结构分析

4.2.2.2 Y1-xCaxCrO3(x=0,0.33)样品的磁性分析

4.3 掺钙量不同对Y1-xCaxCrO3成相及磁性影响

4.3.1样品的制备

4.3.2结果与讨论

4.3.2.1样品的晶体结构分析

4.3.2.1样品的磁性分析

4.4 La1-xCaxCrO3与Y1-xCaxCrO3的对比

4.5本章小结

参考文献

结论和工作展望

致 谢