[發明專利]一種室溫磁電阻增強型鈣鈦礦材料及其制備工藝

無效

• 申請號: 201310453475.1
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103539454A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 何軍輝;陳亮;王玉
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種鈣鈦礦錳氧化物材料及其制造工藝，此鈣鈦礦材料可廣泛應用磁傳感器、磁電阻隨機存取存儲器(MRAM)、磁記錄讀出磁頭、自旋晶體管等方面的應用研究等技術領域。

背景技術

龐磁電阻效應體系材料具有極其豐富的物理內涵和廣闊的應用前景?；诖烹娮栊幕A研究，在磁傳感器、磁電阻隨機存取存儲器(MRAM)、磁記錄讀出磁頭、自旋晶體管等方面的應用研究都展現出了非常誘人的前景。從理論上講，龐磁電阻效應的機制涉及凝聚態物理學中的電子強關聯難題，其中同時存在復雜的電荷、自旋、軌道和晶格自由度的交互耦合作用，使得其產生新穎的電子、自旋輸運特性和多種奇異的物理性質，要認識這些復雜的相互作用的機理就需要有足夠的實驗探索研究和相關數據積累。從應用上講，為了使龐磁電阻材料盡快實現實用化，也迫切需要研究出適合于實際應用條件的龐磁電阻材料。目前，在龐磁電阻材料的實際應用研究中存在著重要的瓶頸限制問題：(1)需要的外加磁場太大，一般為幾個特斯拉，同時這也導致磁場靈敏度過低；(2)溫區不適合，產生顯著的龐磁電阻效應的溫度一般出現在低溫區(如200K以下)，且溫區較窄，通常為10K左右；(3)穩定性低，在一定的溫度范圍內龐磁電阻效應的大小波動較大。以上這些問題極大地限制了龐磁電阻材料的實際應用。基于這些，目前對于龐磁電阻效應及材料相關物性的研究主要有以下幾個方向：(1)繼續深入研究Mn基鈣鈦礦氧化物龐磁電阻效應材料的相關物性；(2)探索非Mn基的龐磁電阻體系材料及其物性；(3)尋找新型的具有高磁電阻效應的材料體系。

發明內容

本發明的目的是針對以上所述的現有龐磁電阻材料的不足，提供一種室溫磁電阻增強型鈣鈦礦材料及其制備工藝，本發明專利申請的研究思路將主要沿著第一種方向展開，即繼續深入研究Mn基鈣鈦礦氧化物龐磁電阻效應材料的相關物性。本發明專利申請選擇錳氧化物體系中居里溫度較高的La_0.67Sr_0.33MnO₃為母體材料，采用高價態的Mo離子對Mn位進行微量摻雜，從而有效調控系統中Mn³⁺和Mn⁴⁺離子的比例及分布，調節不同價態Mn離子間的交換作用分布網絡，引入其它與雙交換作用相競爭的交換作用機制，誘導自旋團簇玻璃態的產生，增加對載流子的自旋相關散射行為，進而影響材料的磁性、電輸運性質及磁電阻特性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種鈣鈦礦錳氧化物材料，化學式為La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃，其中0≤X≤0.06，所述La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃鈣鈦礦材料是單相鈣鈦礦結構，空間群為????????????????????????????????????????????????,?No.167，La(Sr)在6a(0,?0,?1/4)，Mn(Mo)在6b(0,?0,?0)，O?在18e(x,?0,?1/4)位置。

進一步地，所述Mo摻雜量X為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05或0.06。

進一步地，所述La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃鈣鈦礦材料的平均粒徑為5μm。

上述鈣鈦礦錳氧化物材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）以La₂O₃、SrCO₃、MnO₂和MoO₃粉體為原料，先按材料化學反應方程式和名義組分確定實際所需的La₂O₃、SrCO₃、MnO₂、MoO₃粉體質量，然后用分析天平精確稱取經脫水處理后的對應質量的各組分；

（2）將稱得的La₂O₃、SrCO₃、MnO₂和MoO₃粉體置于瑪瑙研缽里充分研磨使之充分混合；