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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
反钙钛矿化合物的晶体结构与钙钛矿结构氧化物ABO3类似。比较而言，钙钛矿结构氧化物的研究深入且丰富，而反钙钛矿结构化合物的研究还较少。近年来，研究发现反钙钛矿化合物与ABO3一样具有丰富的物理性质，例如超导，巨磁阻，近零电阻温度系数，负膨胀，磁致伸缩，压磁效应，磁热效应等。反钙钛矿Mn3XC（X：过渡金属元素等）化合物的磁性变化丰富，晶格热膨胀和电输运性质存在反常变化；而且其磁性、晶格、电输运性质之间紧密相关。因此，对它系统深入的研究不但具有重要的学术价值，而且具有巨大的潜在应用价值。本论文采用真空固相反应法制备了若干系列的反钙钛矿锰碳化合物，较为系统地研究了它们的磁性、晶格变化和电输运性质，重点探讨了某些化合物的负（近零）膨胀现象和磁致伸缩效应。并首次运用原子轨道理论对Mn3XC磁结构的形成进行了初步理论探讨。主要研究工作包括以下几个方面：研究了锗、硅和锌元素在Sn掺杂对母相化合物Mn3SnC磁性，晶格和电输运性质的影响及变化规律，探讨了晶格和电输运性质与磁有序转变之间的内在关系。发现：晶格和电输运性质的反常变化均由于这类材料复杂的磁有序转变引起，可能是铁磁或亚铁磁转变，也可能是反铁磁转变。随着温度的降低，通常晶格和电输运性质的反常变化稍滞后于测量的磁相变温度。其中Mn3Sn0.8Si0.2C化合物在240-270K温度范围内膨胀系数为8.4×10-7 K-1，可以看作是一定温区的近零膨胀材料。Ge, Si, Zn元素掺杂均使Mn3SnC的负膨胀效应减弱直到消失，而对磁性和电输运性质的影响比较复杂。碳含量对这类反钙钛矿化合物的性质有重要影响，论文较为系统地研究了碳含量对Mn3SnCx化合物的磁性，热膨胀性质及电输运性质的影响规律。随着碳含量的增加，磁有序转变温度升高，磁有序类型从反铁磁转变逐渐向铁磁转变过渡。Mn3SnCx化合物均有负膨胀现象，其中Mn3SnC0.8在130K-170K温度范围内，膨胀系数为1.25×10-6 K-1。随着碳含量的增加，负热膨胀温度区间向较高温度移动。电阻率在磁有序转变时均发生反常变化。Mn3AlC，Mn3ZnC，Mn3GaC三种化合物具有丰富的磁有序类型，且文献曾报道Ge掺杂在某些反钙钛矿化合物中起到了重要的作用。本论文研究了在上述三种化合物中掺杂Ge，分别替代Al，Zn，Ga对其磁性、晶格和电输运性质的影响，并探讨了它们之间的相互关系。以上掺杂元素均为非磁性元素，论文还研究了磁性元素Mn作为掺杂元素对Mn3+xSn1-xC物理性质的影响。Mn的掺杂显著提高了其磁有序转变温度，但淬灭了负热膨胀现象。掺杂含量x对这类化合物的磁有序转变类型也有重要影响。研究发现Mn3.3Sn0.7C化合物在室温下具有明显的体磁致伸缩效应，外加1.5T磁场时体积相对变化量为-44×10-6。另外，论文从原子轨道相关理论出发，对反钙钛矿锰碳化合物丰富多样的磁结构形成进行了初步理论探讨。 |
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