钙钛矿氧化物专题·前言

钙钛矿氧化物具有ABO_(3)化学式,是地球上含量最多的矿物之一。1839年,德国化学家古斯塔夫·罗斯在俄罗斯乌拉尔山发现了第一种钙钛矿氧化物材料:钛酸钙(CaTiO_(3))。为纪念俄罗斯矿物学家Lev Perovski,钙钛矿的英文名字被命为Perovskite。钙钛矿的A、B位具有极为丰富的离子组合方式(A位容纳较大的阳离子;B位容纳较小的阳离子,如磁性过渡金属离子),元素周期表中约90%的金属元素可以占据这两个位置之一。

La-Fe基NaZn_(13)型化合物的磁场诱导熵变研究

围绕具有一级磁性相变的La-Fe基NaZn13型化合物的磁场诱导熵变研究,从室温磁制冷目的出发讨论了材料研究和熵变机制。La-Fe-Si在190K附近5T磁场下的熵变值可达29J.kg-1.K-1。用少量Co替代Fe,可以获得室温附近5T磁场下熵变为15J.kg-1.K-1的大熵变材料。这类材料中的熵变主要由磁有序熵变和晶格熵变组成。分析了一级磁性相变体系中磁有序熵变和晶格熵变对总熵变的贡献,并发现大的熵变来源于被晶格贡献抵消后的磁有序熵变。

磁电阻效应的研究进展

介绍了磁电阻效应的研究状况和进展，总结了铁磁金属的磁电阻效应、磁性多层膜和颗粒膜的巨磁阻效应、磁隧道电阻效应及氧化物铁磁体的超大磁阻效应的理论模型，并简要分析了磁电阻效应的物理机制．

室温磁制冷材料的研究现状及发展前景

制冷业耗能占社会总耗能的15%以上。目前普遍使用的气体压缩制冷技术的卡诺循环效率最高仅为25%左右,而且气体压缩制冷中使用的气体制冷剂会破坏大气臭氧层并引起温室效应。探求无污染、绿色环保的制冷材料和研发新型低能耗、高效率的制冷技术是当今世界需要迫切解决的问题。磁制冷技术具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。具有磁热效应的材料是磁制冷技术的关键。重点综述了当今室温磁热材料的研究现状。为了使该项技术走向工业化和实用化的道路,提出改进并优化磁制冷工质的性能是未来的研究方向。

溶胶法制备粒状合金固体Fe_(0.10)Co_(0.05)-(SiO2)_(0.85)的研究

首次用溶胶法制备出了Fe0．10Co0．05－（SiO2）0．85粒状合金固体。这种粒状合金固体是一种纳米复合材料，由嵌在SiO2母体中的Fe－Co合金颗粒构成。本文报告这种材料的基本制备方法以及还原温度对其磁学性质的影响。

(Nd_(1-x)Y_x)_3Fe_(27.31)Ti_(1.69)化合物的结构与磁性研究

制备了 ( Nd1 - x Yx) 3 Fe2 7.3 1 Ti1 .69( 0≤ x≤ 0 .6 )系列化合物 ,通过 X射线衍射和磁性测量等手段研究了它们的结构和磁性 .这些化合物均为 Nd3 ( Fe,Ti) 2 9型结构 ,A2 /m空间群 .化合物晶胞体积随 Y含量增加而单调减少 ,居里温度 Tc随 Y含量增加略有降低 ,说明化合物的居里温度主要由 Fe-Fe之间的交换相互作用所决定 .温度为 5 K时 ,饱和磁化强度 Ms 随 Y含量的增加而单调降低 ,与一个简单的稀释模型预期结果一致 .所得化合物在低温下均发生自旋重取向 ,自旋重取向温度 Tsr随 Y含量增加而单调降低 ,从 x=0时的2 32 K减小到 x=0 .6时的 1 2 1 K.基于磁晶各向异性的研究结果确定了所得化合物的自旋相图 .

金属单晶生长和相关物理工作的结合

从近几年的工作结果中总结了一些单晶生长和物理研究相结合的体会。在基础研究中 ,单晶生长工作仍具有本身的优势和特点。单晶样品促进了物理的深入 ,物理工作也帮助了生长方法的提高。积极参与物理问题的研究 ,可以具有材料制备和基础研究两方面的能力。物理工作对材料科学的指导意义可以使我们的单晶生长事半功倍。

用Rietica处理中子粉末衍射实验数据的方法

介绍了基于Rietveld轮廓精修方法的粉末衍射轮廓精修程序Rietica处理中子粉末衍射数据的方法,并以钙钛矿锰氧化物La0.69Ca0.31Mn0.96Fe0.04O3的拟合过程为例,具体说明了输入参数文件和数据文件的编写方法和程序运行方法。

Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(1-x)Al_x)_(1.95)合金的结构、磁致伸缩性能和自旋重取向研究

本文系统研究了室温下Tb0 3 Dy0 7(Fe1-xAlx) 1 95(x =0 ,0 0 5 ,0 1,0 15 ,0 2 ,0 2 5 ,0 3,0 35 )合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响。结果发现 ,x <0 4时 ,Tb0 3 Dy0 7(Fe1-xAlx) 1 95完全保持MgCl2 立方Laves相结构 ,晶格常数a随Al含量x的增加而增大。磁致伸缩测量发现 ,随着替代量x的增多磁致伸缩减小 ,x >0 15时超磁致伸缩效应消失 ;x <0 15时磁致伸缩在低场下 (H≤ 4 0kA/m)有小幅增加 ,高场下迅速减小 ,而且易趋于饱和 ,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性。内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低。穆斯堡尔效应表明 ,Tb0 3 Dy0 7(Fe1-xAlx) 1 95合金的易磁化方向随成份和温度在{ 110 }面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴 ,即自旋重取向。室温下 ,当x =0 15时 ,Tb0 3 Dy0 7(Fe1-xAlx) 1 95合金中出现了少量非磁性相 ;x >0 15时 ,合金完全呈顺磁性。

宽线核磁共振及其在凝聚态物理中的一些应用

核磁共振是物理学的一个独立分支学科，又是研究物理学的其他分支学科的有力工具。简单介绍对宽线核磁共振测量的特殊要求，举例说明宽线核磁共振在研究高分子溶液、液晶、固态高分子、离子导体、无机晶体和磁性材料中的应用。

YMn_6Sn_(6-x)M_x(M=Ga,Ti)化合物的结构和磁性研究

:制备了 YMn6 Sn6 - x Gax( x =0 .3,0 .6 ,0 .9,1.2 ,1.5 ,1.8)和 YMn6 Sn6 - x Tix( x=0 ,0 .2 ,0 .4,0 .6 ,0 .8,1.0 )化合物 ,通过 X射线衍射和磁性测量手段对其结构和磁性进行了研究 ,实验表明 ,所有这些化合物均为 Ca Cu5型六方结构。对 YMn6 Sn6 - x Gax 研究表明 ,晶格参数和晶胞体积均随 Ga含量的增加而线性减小 ,磁性测量表明 :当x≥ 0 .3时 ,化合物由反铁磁性转变为铁磁性或亚铁磁性 ,随 Ga含量增加 ,该化合物的居里温度先增高 ,在 x=0 .6达到最大值 ,然后居里温度又逐渐降低。饱和磁化强度开始随 Ga含量的增加而增大 ,当 x>1.2时 ,随 Ga含量的增加而减小。对 YMn6 Sn6 - x Tix 研究表明 ,晶格参数和晶胞体积均随 Ti含量的增加而线性增大 ,磁性测量表明 ,当 x≥ 0 .6时 ,化合物由反铁磁性转变为铁磁性或亚铁磁性 ,随 Ti含量增加居里温度 (或奈耳温度 )呈线性下降 ,饱和磁化强度开始随 Ti含量的增加而增大 ,当 x>0 .6时 ,随

酸度对纳米颗粒体复合材料Fe-SiO_2磁学性质的影响

用溶胶法制备出了Fex－（SiO2）100-x纳米复合材料，并就制作工艺中酸度对材料的磁性参数的影响，作了类比实验及分析，逐步地改进了实验方法，取得了较好的效果．

La_(1-x)Ca_xMn_(0.96)Fe_(0.04)O_3(x=0.31、0.5、0.6)的中子衍射研究

利用Rietveld分析方法对钙钛矿锰氧化物La1-xCaxMn0.96Fe0.04O3(x=0.31、0.5、0.6)室温下中子衍射实验数据进行拟合。结果表明,La1-xCaxMn0.96Fe0.04O3化合物具有MnO6八面体,空间群为Pnma,La(Ca)原子占据4c晶位,Mn(Fe)原子占据4b晶位,O原子分别占据4c和8d晶位。根据拟合结果,计算出Mn O键的键长和Mn O Mn的键角,并对该系列样品结构和磁性能间的关系进行了简单讨论。

La2／3Ca1／3Mn1-xCrxO3(x=0．0,0.1)晶体结构的中子衍射研究

采用传统高温固相反应法合成钙钛矿型多晶样品。在室温下分别测量了La2/3Ca1/3Mn1-xCrxO3(x=0.0,0.1)的中子粉末衍射谱,采用Rietveld峰形精修方法对衍射数据进行拟合,得到样品晶胞参数和原子坐标,根据原子坐标计算了与稀土锰氧化物宏观磁性能密切相关的锰氧键的键长和键角。

CMH模型中部分参数对磁滞回线形状影响的研究

研究了Complete -Moving -Hysteresis模型计算公式中部分参数对磁滞回线形状的影响 ,发现饱和磁化强度Ms 和移动参数α对回线形状的影响并不显著 ,但参量γ的影响却是明显的 随着γ值的增加 ,回线的斜率增加 ,突变性增强 从CMH模型计算公式中可看出 ,γ值的增大或减小对可逆Mr 和不可逆Mi 的影响较大

磁光存储介质的研究

从硬磁盘的存储出发讨论了磁光存储的现状和未来发展。分析了第一代、第二代磁光存储介质的理论和应用的研究状况 ,说明磁和磁光存储在信息存储中的应用潜力。

非磁性材料磁电阻效应的研究进展

探讨了非磁性材料与磁性材料磁电阻效应的异同 ,分析了几种有代表性的非磁性材料的巨大磁电阻效应 ,概述了目前非磁材料磁电阻效应的研究和应用状况 .

磁性斯格明子的多场调控研究

斯格明子(skyrmion)的概念最早是由英国的粒子物理学家Tony Skyrme提出,它被用来描述粒子的一个状态,是一种拓扑孤立子.磁性斯格明子是一种具有拓扑行为的新型磁结构,其空间尺寸为纳米量级,空间距离从纳米到微米量级可调;其存在温度涵盖从低温、室温到高温的宽温区;其材料体系不仅包括早期发现的低温区B20型中心对称破缺的铁磁体和螺旋磁有序的弱铁磁材料,也包括近期发现的室温及以上的中心对称六角结构磁性MnNiGa金属合金和磁性薄膜/多层膜体系.利用磁性斯格明子的拓扑磁结构可以实现类似于自旋阀或者磁性隧道结中的自旋转移矩效应,即外加电流可以驱动斯格明子,其临界电流密度比传统翻转磁性多层膜体系中磁矩的电流密度(一般为10~7A/cm^2)要低5个数量级,约为10~2A/cm^2,该临界值远低于硅基半导体技术中沟道电流密度的上限,在未来的磁信息技术中具有广泛的应用前景.本综述简单介绍了磁性斯格明子的发展历程,归纳总结了磁性斯格明子的材料体系,介绍了观察磁性斯格明子的实验手段,重点介绍了多场(磁场、电流、温度场)调控作用下中心对称MnNiGa合金和Pt/Co/Ta磁性多层膜体系中磁性斯格明子的产生、消失以及外场调控演变等动态行为.

双钙钛矿型Sr_2Fe_xMo_(2-x)O_6系列氧化物的Mssbauer谱研究

通过M ssbauer谱对Sr2 FexMo2 -xO6 系列氧化物进行研究 ,结果表明该系列氧化物在室温下仍然存在磁有序 ,而且样品中Fe的化合价随着Fe含量x的增加而升高 ,当x =1 0时Fe的化合价处于 + 2与 + 3之间 ,从而验证了能带计算的结果 .

宽温域跨室温磁斯格明子材料的发现及器件研究

报道了阻挫型磁体Fe_3Sn_2单晶中宽温域跨室温磁斯格明子的发现及其"赛道型"微纳器件的初步探索.通过合金化设计和实验,突破晶体取向生长和克服包晶反应两个关键技术难关,制备出了高质量的Fe_3Sn_2单晶.原位洛伦兹电子显微镜结果表明,在该材料体系中,磁斯格明子具有多种拓扑结构,并可以在一定磁场下相互转化.基于高质量的Fe_3Sn_2单晶,利用聚焦离子束技术,进一步制备出了600 nm宽并具有磁斯格明子单链排列的"赛道性"微纳器件.实验结果表明,该单链磁斯格明子具有极高的温度稳定性:单个磁斯格明子的尺寸以及相邻两个磁斯格明子之间的距离可以在室温到630 K宽温区内保持不变.宽温域跨室温磁斯格明子材料Fe_3Sn_2的发现及单链"赛道型"微纳器件的成功制备,从材料和器件两个方面推进了磁斯格明子材料的实用化.