制备压力对La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的磁电阻效应的影响

研究了制备压力对纳米块状样品La2/3Sr1/3MnO3的结构、磁学和电学性质的影响。结果表明:样品的晶粒尺寸随制备压力的增加而变小,且不同样品的磁电阻效应不同。低场磁电阻效应在整个实验温区都随制备压力的升高而变弱,这主要是由制备压力使样品晶粒界面连接更紧密所导致;T<200K时,高场磁电阻效应随制备压力的升高而变强,T>200K时,高场磁电阻效应随制备压力的升高反而变弱,这主要是由制备压力改变样品的晶粒尺寸所引起。

纳米La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3块体的磁性与电输运特性研究

采用溶胶–凝胶法制备了纳米La0.67Sr0.33MnO3样品,通过XRD、TEM及PPMS(物理性质测量系统)研究了样品的结构、磁性和电输运特性。结果表明,样品为单相菱方钙钛矿结构,平均晶粒大小为61 nm,在10 K到300 K间样品具有铁磁性和绝缘体导电行为,在温度小于60 K时因库仑阻塞效应样品电阻随温度降低急遽增加。纳米晶粒尺寸导致样品具有强的磁电阻效应,其中低场磁电阻效应由晶粒间自旋极化电子隧穿界面引起,高场磁电阻效应由界面磁无序引起。

锰氧化物复合物中的低场磁电阻效应研究

将纳米La0.67Sr0.33MnO3粉末和多晶SrTiO3粉末混和,在973 K烧结10 min后成功制备了0.5La0.67Sr0.33MnO3+0.5SrTiO3复合物。通过XRD、SEM及PPMS研究了样品的结构和电输运性质。研究结果表明,复合物中的两个物相并没有发生化学反应,且复合物中La0.67Sr0.33MnO3的晶粒尺寸和晶粒界面相较前驱粉末保持不变。复合物和La0.67Sr0.33MnO3的磁电阻效应都显示低场和高场磁电阻效应两部分,两个样品的高场磁电阻效应基本相同,而复合物的低场磁电阻效应得到了很大增强,导电通道的减少是导致复合物低场磁电阻效应增强的原因。

自旋在有机半导体中的输运

当前的微电子器件主要是通过控制半导体中载流子的电荷来存储、处理和传输信息,电子的自旋自由度长期在这些应用中被忽略。自旋电子学主要是研究与载流子的自旋相关的各种现象和效应,为在微电子器件中集成这些自旋效应,产生各种更新更强的功能的自旋器件奠定基础。有机半导体材料由于自旋轨道作用和超精细作用很弱,自旋扩散长度被认为很长,因而是一种具有很强应用潜力的自旋电子材料。最近,我们研究组首次成功的在低温下,以有机材料Alq_3作为中间层,La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)和Co分别作为两个电极的三明治结构中,低温下获得了高达40%的巨磁电阻效应。磁电阻随有机材料厚度的增加指数衰减,根据修正后的Jullierre模型,自旋扩散长度估计为约45nm。另外,巨磁电阻效应随温度的升高而降低,在温度较高时,样品除了有巨磁电阻效应之外,还明显表现出一种物理机理完全不同的高场磁电阻效应,电阻随磁场的增加而持续降低。为了进一步研究这种高场磁电阻效应的物理机理,我们制备了仅有一个铁磁性电极的有机发光二极管LSMO/有机/Al器件,实验结果表明高场磁阻效应与有机材料和制备方法无关,同时,发光器件的电致发光效应随磁场的增大而降低。通过分析不同磁场下的电流-电压曲线,我们认为这种高场负磁电阻效应和正磁电光效应来源于LSMO这种双交换作用的铁磁材料的费米面随磁场的异常移动,导致了LSMO/有机界面的载流子注入的增强,从而降低了样品电阻或增强了电致发光的强度。从实验上首次验证了在理论上预言的双交换作用导致的费米面随磁场的变化。