锰氧化物单晶的磁性和磁热效应研究

In the related studies of manganese oxide, people pay more attention to the study for the effect of anisotropy and dimensions of the impact of CMR, while the effect of anisotropy and dimension effect of the magnetic entropy change is not yet clear, the topic will in allusion to not only the transport properties but also the anisotropy of magnetic entropy change and a large low field magnetic entropy change of manganese oxide single crystals of new materials to carry out exploratory research. The details are as follows: Synthetic of high-quality doped Ba4RMn3O12(R=Nd,Pr) 、A1.2-xRxSr1.8Mn2O7（A=La;R=Dy,Tb）polycrystalline and single crystal to determine the crystal structure, magnetic structure as well as the local structure of manganese oxide octahedral and tetrahedral, study how composition and synthesis conditions influence the magnetic and transport properties; detection MnO6 octahedral local lattice distortion, local lattice distortion of Mn based oxides, the exchange coupling within and between layers of manganese ions, the magnetic anisotropy of the material; research material anisotropic magnetic entropy change and low-field magnetic entropy change and its mechanism. Our study is original. It is a useful exploratory work. Our study will enrich the international reserch of the manganese oxide content. We may find a new effect or explore a new law to provide guidance for practical magnetic refrigeration applications.

在锰氧化物的相关研究中，近年来对各向异性和维度效应对CMR 的影响研究比较多， 而对各向异性和维度效应对磁熵变的影响还不太清楚 ，本课题针对新材料锰氧化物单晶的磁性和磁热效应开展探索性研究。具体内容如下：合成高质量掺杂的Ba4RMn3O12(R=Nd,Pr)和 A1.2-xRxSr1.8Mn2O7（A=La;R=Dy，Tb）多晶及单晶，确定所研究材料晶体结构、磁结构以及锰氧八面体及四面体的局域结构，研究成份、合成条件对磁性和磁热效应的影响；探测MnO6八面体局域晶格畸变，Mn基氧化物的局域晶格畸变，锰离子层内、锰离子层间的交换耦合，材料的磁晶各向异性；研究材料的各向异性磁熵变和低场磁熵变及其机制。我们的研究是原创性的，是一种有益的探索性工作必将丰富国际上对锰氧化物的研究内容，有可能发现新效应、探索新规律，为实际的磁制冷应用提供指导。

我们主要针对钙钛矿锰氧化物多晶和单晶开展研究。重点研究稀土掺杂对ABO3、A2B2O6（新增内容）和A3B2O7系列多晶和单晶性能的影响，合成稀土元素掺杂的Ln1-xAxMnO3(Ln=La,Tb;A=Ca,Sr,Ba,Gd),La1-xRxSr1.8Mn2O7和(R=Eu,Gd,Y)及Laa-xRxSr3-aMn2O6(R=Dy,Eu,Gd;x=0.2)系列多晶、单晶和薄膜；确定所得到的多晶、单晶和薄膜样品的具体成分与晶体结构；研究不同掺杂元素及掺杂含量对合成产物的晶体结构的影响。系统测量样品的各种物理性质，包括磁化强度、电阻率等随温度的变化规律；并研究不同掺杂元素及掺杂含量对这些磁性和电性的影响。详细研究不同成分的样品的二维磁性关联，包括MnO6八面体层内以及层间的耦合，磁晶各向异性等；摸索可能存在的各种新奇的物理现象,包括磁跳变、相分离、电荷/轨道有序、磁热效应和Griffiths相等，并研究其产生的物理机制。以上这些研究不仅有助于更加深入的理解锰氧化物中的各种物理现象，而且能够为这种磁电阻材料的实际应用提供指导。探索可能存在的新的物理现象以及产生这些现象的原因。