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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
反钙钛矿结构系列化合物由于丰富的物理性质以及潜在的应用价值得到广泛而深入的研究。例如超导、巨磁阻效应、磁致伸缩、磁卡效应、近零电阻温度系数、负热膨胀性质等等。然而，具有“反钙钛矿”结构的Mn3XN(C)薄膜材料却被研究得很少，特别是它的晶格变化与磁、电输运性质等鲜有报道。本论文旨在通过系统研究Mn3XN薄膜材料的制备工艺，晶体结构及其磁、电输运性质对比粉体的性质，探索其新物性及新功能。本论文重点开展了Fe4N(Fe3FeN)、Mn3CuN、Mn3Cu(Ge)N和Mn3NiN四个薄膜体系的制备与物性研究。主要研究成果包括以下几个方面：采用对靶磁控溅射方法分别在单晶Si (100)和GaAs (100)基底上制备了二元反钙钛矿结构Fe4N薄膜。分析了基底材料对Fe4N薄膜的晶体结构、表面形貌和低温磁性的影响，取得了一些有价值的研究成果。这些研究工作为后续三元反钙钛矿结构薄膜材料的制备和物性探讨提供了实验和理论基础。通过探讨不同基底温度对Mn3CuNy薄膜的择优取向、表面形貌和电输运性质的影响发现：随着基底温度的增大，薄膜择优取向从(111)逐渐向(200)转变。不同基底温度导致的不同择优取向和颗粒尺寸影响了薄膜的表面形貌和室温电阻率值。与粉体相比，在225 K时发生了亚铁磁相到顺磁相的转变。其电阻率在整个测量温区内呈半导体型导电行为，晶格变化显示正常的热膨胀效应，在123 K-298 K温区内平均膨胀系数为 2.49×10-5 K-1。利用对靶磁控溅射首次制备了Mn3Cu(Ge)N薄膜，探讨了Ge的掺杂效应。电阻率温度曲线随着Ge的掺杂发生了突变，突变温度Tt 随着Ge含量的增加而向高温移动。另外，Ge掺杂改变了磁转变类型，从亚铁磁相转变为反铁磁相，且TN也逐渐向高温移动。这主要归因于Ge掺杂导致的电子态密度变化。同Mn3CuNy薄膜一样，Mn3Cu(Ge)N薄膜的电阻率表现为一种半导体型导电行为，晶格变化也显示正常的热膨胀效应，在123 K-373 K温区内平均膨胀系数为 2.05×10-5 K-1。利用反应磁控溅射技术合成了反钙钛矿结构的Mn3NiN薄膜，并首次报道了其磁阻效应和自旋玻璃态行为。该薄膜同样沿(100)晶面择优生长，晶格变化也显示正常的热膨胀效应，在123 K-298 K温区内平均膨胀系数为 1.49×10-5 K-1。与粉体相比，虽然薄膜电阻率依旧表现为半导体型导电行为，但是在200 K时获得了高达55 %的磁阻最大值，这比对应的块体材料磁阻最大值大了45 %左右。增大外磁场后截止温度(Tb)转向更低温度，但自旋玻璃态行为并未消失。由于Mn6N八面体对Mn3XN晶体结构的物性具有重要的影响，因此通过探讨N含量对Mn3XNx薄膜的电、磁输运性质发现：N含量对Mn3XNx薄膜的电输运性质影响不大，但对磁性质具有显著的影响。对Mn3CuNy薄膜来说，N缺陷提高了磁有序转变温度TC。对于Mn3NiNx薄膜来说，N含量的增大增加了磁有序转变温度TN，但是自旋玻璃态行为有弱化的趋势。N缺陷会破坏最近邻交换作用J1和次近邻交换作用J2之间的平衡，从而导致TC和TN的变化。 |
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发表于 2022-8-26 11:09:08
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