论文导读:：钙钛矿锰氧化物由于表现出庞磁电阻（CMR）效应。研究Sb2O3的丰度对(1-x)La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/(Sb2O3)电输运性质的影响。
论文关键词：钙钛矿锰氧化物，二相复合体，电输运性质
1 引 言
钙钛矿锰氧化物由于表现出庞磁电阻（CMR）效应，具有100%自旋极化率及存在着复杂的电子、晶格、自旋相互作用而成为凝聚态物理、材料物理等领域的主要研究对象之一[1-3]。但CMR仅仅出现在居里温度Tc附近（大多数偏离室温），而且需要几个特斯拉的较大外磁场才可以实现，这种苛刻的条件限制了其应用，并且磁电阻产生的机理还没有统一的说法。因而探索钙钛矿锰氧化物在室温低场下的磁电阻增强成为从事该领域研究者的工作目标。
1996年，Gupta和Hwang等发现，在较低温度T（T<<Tc）下，锰氧化物单晶和外延生长的薄膜在磁场H较低时基本上没有磁电阻效应，但锰氧化物多晶陶瓷或薄膜却有显著的磁电阻（在几百高斯磁场下，MR-20%），被称为低场磁电阻（Low-field magnetoresistance,LFMR)效应[4,5]。低场磁电阻（LFMR）的发现引起了广泛关注，不仅仅是由于LFMR只需要几百高斯甚至几十高斯的磁场，在实际自旋电子器件中将有着应用前景，也是因为LFMR与CMR的产生有着不同的物理机制钙钛矿锰氧化物，人们称之为自旋极化隧穿（Spin-polarized tunneling,SPT)或自旋相关散射（Spin-dependentscattring,SDS)。
低场磁电阻增强的方法，基本上是采用在材料微结构中引入自旋无序区域来提高LFMR。沿着这一思路，研究人员在锰氧化物中引入人工晶粒边界[6]、采用钙钛矿锰氧化物/绝缘体烧结的复合材料[7]、钙钛矿锰氧化物/金属烧结的复合材料[8]、引入磁畴畴壁等方法，希望能在室温和低场下取得尽可能大的磁电阻效应，以满足实际应用需要。
近年来人们对颗粒复合体系开展了广泛的研究[9-11]。本文选用绝缘体—金属转变温度TP在室温附近的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3为母体，通过在其颗粒边界引入第二相材料对颗粒边界进行改性，第二相材料选用绝缘体氧化物Sb2O3，制备两相复合体系。研究Sb2O3的丰度对(1-x)La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/ (Sb2O3)电输运性质的影响。
2 实 验
样品制备分两步进行。第一步，采用固相反应法制备母体材料La0.6 Dy0.1 Sr0.3MnO3微粉中国学术期刊网。将高纯度的La2O3在600 ℃下脱水6 h（因为La2O3极易吸潮），与高纯度Dy2O3, Sr2O3, MnO2化学试剂按名义组分进行配料，充分混合和研磨，在900 ℃预烧12 h，自然冷却后，取出样品仔细研磨，在1100 ℃烧结24 h，以获得良好的结晶；第二步，按一定的摩尔比将制得的粉体与Sb2O3粉末混合（Sb2O3的摩尔比分别为x=0.00，0.02，0.15）研磨，压成直径为13 mm，厚度约为1 mm的圆片，然后在空气中于900 ℃下烧结3 h后随炉冷却，得到覆Sb2O3的两相复合材料和纯的La0.6Dy0.1 Sr0.3 MnO3材料，最后切割成长条块状样品。
用中国丹东DX-2600型X射线衍射仪（Cu Ka射线）检测样品的微结构，采用粉末样品。用扫描电子显微镜（日立 S4300）进行形貌观察，用SEM能谱分析（EDS）进行元素分析。电阻率用标准的四引线法测量，测量电流保持在1-10mA。
3 结果与讨论
3.1 电输运性质
图1给出了(1-x)La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/x/2(Sb2O3)(x=0.00, 0.02, 0.15)复合样品的电阻率-温度（ρ-T）曲线，由图1可以看出：（1）对于所有样品钙钛矿锰氧化物，高温区均表现为绝缘体导电行为，电阻率随温度降低而增大（dρ/dT<0）；低温区表现为金属导电行为，电阻率随温度降低而减小（dρ/dT>0）。伴随着绝缘体-金属转变（转变温度TP）阻温曲线上表现出电阻率极大值现象。（2）复合样品的峰值电阻率ρTP比纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的ρTP呈数量级增大。当x=0.15时，ρTP=4.7×10-2 Ω·m，而x=0.00样品的ρTP只有7.0×10-4 Ω·m。（3）纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的TP=280 K，而复合样品的TP均在300 K附近，复合样品的TP比纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的TP提高了20 K。
图1 (1-x)La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/x/2(Sb2O3)(x=0.00, 0.02, 0.15)样品的电阻率ρ-T曲线
复合样品的TP比纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的TP大幅度提高似乎有点反常。任光明等[12]研究了La0.6Ca0.33MnO3/MgO复合体系中的电输运性质。第二相物质MgO也是绝缘体氧化物，研究结果表明，随第二相物质增加，TP向低温移动。缪菊红等[13]取绝缘体氧化物CnO与La0.6Ca0.33MnO3复合研究结果得出，随第二相物质CnO的增加，电阻率增加，TP向低温移动。
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