掺杂效应对反钙钛矿Mn3NiN体系化合物晶格及磁、电输运性质影响的研究

admin · 发表于 2022-5-17 16:42:13

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近年来，研究发现反钙钛矿化合物Mn3AX(A=Cu、Zn、Sn、Ni、Al、Ga等；X=N/C)具有超导，巨磁阻，近零电阻温度系数，负热膨胀，磁致伸缩，压磁效应，磁卡效应等丰富的物理性能，因此此类化合物受到人们越来越多的关注。反钙钛矿Mn3AX化合物的结构和物性的研究，将对我们深入认识材料的“本-构”关系具有重要的意义。本论文主要是研究掺杂效应对Mn3NiN化合物晶格、磁和电输运性质的影响，在此基础上开展了对零膨胀复合材料的探索。本论文主要开展了Mn3Ni1-xCuxN, Mn3NixN1-yCy两个体系以及Mn3Cu0.5A0.5N (A=Ni, Sn)/Cu和Mn3Sn0.2Zn0.8N/Cu金属基复合材料的制备与物性研究。主要研究成果包括以下几个方面：通过在Ni位置掺杂Cu，研究了化合物Mn3Ni1-xCuxN(x=0, 0.3, 0.5, 0.7,1.0)的晶格、磁及电输运性能。样品表现出近零电阻温度系数（NZ-TCR）的行为。通过元素掺杂实现了对NZ-TCR温度区间和磁相变（AFM-FI）的调控。样品M-T曲线的测试表明化合物的磁相变与其反常的电输运特性密切相关。研究表明，Cu的掺杂能够有效的扩宽化合物负热膨胀的温区。利用自旋无序散射机制合理解释了产生NZ-TCR的原因。研究了Ni缺陷对于Mn3NiN热膨胀性能和磁相变的影响, 通过对Mn3Ni0.85N的热膨胀性能的测试表明，材料具有膨胀系数较大的负热膨胀性能。研究了C和N互掺杂对反钙钛矿化合物的晶格和磁相变的影响。研究表明C的掺杂扩大了Mn3NiN的负热膨胀温区，并且提高了化合物的磁相变温度。首次利用反钙钛矿化合物与Cu复合研究其复合材料的热膨胀性能。Mn3Cu0.5A0.5N (A=Ni, Sn)的复合有效地降低了金属Cu的正膨胀系数。合成出在室温附近（290-320 K）的近零膨胀复合材料：Mn3Cu0.5Sn0.5N（49%）/Cu（膨胀系数：4.7×10-7 K-1）。经过几个热循环后，复合材料结构稳定。研究表明，这一反钙钛矿化合物与Cu的复合为低膨胀和零膨胀复合材料的获得提供了一个新的方向。

掺杂效应对反钙钛矿Mn3NiN体系化合物晶格及磁、电输运性质影响的研究

天涯海角也要找到Ni：掺杂效应对反钙钛矿Mn3NiN体系化合物晶格及磁、电输运性质影响的研究

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