室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶的制备及其性能研究

采用传统简便的固相烧结法制备了四方相的室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶。热分析、X射线衍射和扫描电镜结果表明Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶最终烧结温度应在963℃以上,较佳的烧结温度为1180℃。Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶在80~300K为半导体电输运行为,较佳烧结温度多晶的室温电阻率~78.8 mΩ·cm;多晶热电势在317~1018 K随温度增加而减小,317 K时为70.74μV/K。磁化强度-温度曲线、磁滞回线结果表明,多晶在受外加磁场、温度及晶体场的影响下,内部Co^(3+)自旋态及磁畴壁、磁矩方向发生改变,导致多晶磁化强度变化及多晶磁性的改变。外磁场(0.1 T)下的ZFC曲线在320 K出现磁化强度最大为0.46 emu/g的Hopkinson峰,居里温度(T_C)=323 K,而FC曲线在奈尔温度(T_N)=264 K时磁化强度达到最大为1.1 emu/g,TC=320 K。ZFC、FC方式下多晶均表现为室温铁磁性。

Sr_3YCo_(4-x)Mg_xO_(10.5+δ)(0≤x≤0.04)多晶的制备和热电输运性质研究

采用固相反应法制备Sr_3YCo_(4-x)Mg_xO_(10.5+δ)(0≤x≤0.04)系列多晶,研究了Mg掺杂对体系结构、电输运和热电性质的影响。结果表明系列多晶为四方晶系,由于掺入的Mg^(2+)(0.066 nm)部分替代了Co^(3+/4+)(0.053 nm/0.061nm),使晶格膨胀;多晶热电势在340~830 K随温度升高而下降,且Mg掺杂对热电势影响不大,表明Mg掺杂对体系载流子浓度影响不大;多晶电阻率在100~300 K随温度升高而降低,且随着掺杂量增加电阻率降低,结合扫描电镜观察到多晶的气孔数目减少、晶粒连接紧密和热电势的结果认为Mg掺杂对体系电输运性质的影响机制主要是使气孔、晶界散射作用减弱、载流子迁移率变大,而Mg掺杂对载流子浓度的影响是次要的。