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文檔簡介

第六講Mn氧化物巨磁電阻

ColossalMagneticResistance

(CMR)磁場對電阻的極大影響（TTc)La1-xSrxMnO3

的結(jié)構(gòu)Mn離子被氧八面體包圍，晶場使3d軌道能級部分去簡併Mn-O八面體的d和p電子云（x-y面）eg電子:x2-y2,3z2-r2

t2g電子：xy,xz,yzt2g電子與2p電子雜化很少，相對局域氧原子3d原子3d電子的5個軌道雙交換相互作用－通過交換傳導(dǎo)電子的鐵磁相互作用Mn離子被氧八面體包圍，晶場使3d軌道能級部分去簡併egt2gLaMnO3全是Mn3

+Jahn-teller畸變有可移動空穴eg電子局域化，Mott絕緣體Hopping幾率摻雜后Mn3+加場HJohn-Teller效應(yīng)：

eg電子與晶格的強(qiáng)烈耦合的結(jié)果eg電子和t2g電子自旋之間強(qiáng)烈耦合自旋方向趨同Sr的成分x對R-T曲線的影響La1-xSrxMnO3處：鐵磁相變電阻變化與磁化強(qiáng)度變化的對照溫度越低磁化越強(qiáng)電阻越小半導(dǎo)體背景磁化使電阻減小很多T－x相圖除雙交換作用外，還有反鐵磁超交換作用、電子－晶格相互作用、eg電子之間的庫侖排斥作用等，它們之間的競爭，使相圖很復(fù)雜磁狀態(tài)與導(dǎo)電狀態(tài)T-x相圖La1-xSrxMnO3Nd1-xSrxMnO3Pr1-xCaxMnO3Nd1-xSrxMnO3M:金屬I:絕緣體電荷有序Pr0.5Sr0.5MnO3反鐵磁鐵磁順磁電荷有序電荷無序T-M相圖磁場誘導(dǎo)電荷有序電荷無序的轉(zhuǎn)變La1-xSrxMnO4

的電阻－溫度關(guān)系

x=0.5時電阻在220K陡升，來源于電荷有序的形成電荷有序，自旋有序，軌道有序La0.5Sr1.5MnO4沒有t2g電子電荷/自旋有序電荷/軌道有序雙交換作用與超交換作用Mn3+與Mn3+的t2g電子之間通過O原子的超交換作用Mn3+與Mn4+之間雙交換作用，交換eg電子的鐵磁相互作用在La1-xSrxMnO3中，x0的情況，存在雙交換和超交換的競爭Jahn-Teller形變與Mn離子軌道能級傾角反鐵磁結(jié)構(gòu)摻雜量不同，Mn離子的反鐵磁結(jié)構(gòu)也不一樣思考題：1，在什麼情況下錳氧化物顯示CMR?2，Mn3+和Mn4+有什麼區(qū)別？3，描述雙交換模型導(dǎo)電機(jī)制。4，為什麼在鐵磁狀態(tài)下電導(dǎo)率就大？5，什麼是Jahn-Teller畸變，它如何影響3d電子能級分布？6，為什麼t2g電子比eg電子相對局域？7，為什麼電荷有序時往往不導(dǎo)電？8，比較雙交換作用和超交換作用。參考資料

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