木纹扣板摘要：由于在外界温度变化和磁场作用下表现出巨大的磁电阻效应(CMR)，超巨磁电阻材料成为一个热点研究课题。CMR材料在硬盘读出磁头，随机存储器上极具潜力，在磁传感器、光热辐射探测器、场效应晶体管及磁制冷等方面的应用也崭露头角。首先介绍了CMR薄膜材料的结构和机理，接着详细讨论了它们在器件应用上，尤其是在激光感生电压热电电压效应(LITV)、Bolometer、传感器等有关方面的应用进展。最后展望了CMR薄膜未来的应用前景。吸波
引言
众所周知，许多物质在外磁场作用下都可观察到磁致电阻效应，但一般材料最大只有2％～3％。l988年，法国巴黎大学的巴西学者Baibich等⋯首次报道了Fe／Cr超晶格的磁电阻变化率达到50％，比通常的磁电阻效应大一个数量级，而且远远超过多层膜中Fe层磁电阻变化的总和，这一现象被称为巨磁电阻效应(GiantMagnetoresistance，简记为GMR)。此后，人们相继在自旋阀，颗粒膜，非连续膜和隧道结以及钙钛矿锰氧化物薄膜中发现了巨磁电阻效应。值得关注的是，1993年，Helmolt等在LaBaMnO3薄膜中观察到了更巨大的负磁阻效应，其MR效应可达到l0 ％～l0。％，引起了物理、计算机、材料和自动控制等领域的众多科学家的极大兴趣，因为这预示了巨磁电阻效应的研究不仅由金属、合金样品扩展到了氧化物材料，还提出许多前沿的物理问题，这无疑将对巨磁电阻材料的实际应用起到巨大的推动作用。随后的进一步研究发现，掺杂稀土锰氧化物在磁场下的反常输
汇聚路由器
运性质不同于金属磁性超晶格样品中的巨磁电阻效应，而是与氧化物高温超导体中电子的强关联和输运更相近。因而，掺杂稀土锰氧化物的磁电阻随外磁场变化的现象又称为超巨磁电阻效应(ColossalMagnetoresistance，CMR)，并与强关联物理联系在一起。本文简单介绍了超巨磁电阻材料的结构和机理，着重讨论了近年来CMR材料在LITV 器件，Bolometer，传感器及磁随机存储器等方面的应用进展，最后展望了CMR材料的发展前景。
1、 CMR材料的结构和机理
典型的超巨磁电阻材料的分子式为ABO ，A为三价稀图离子，B为Mn离子。超巨磁电阻效应是在含有稀土元素的3d过渡族金属氧化物Re —M—O 中通过二价碱土金属离子(如Ca ，Ba 等)部分替代三价稀土离子(如La”，pr3 等)后观察到的。经替代后的系统中的3d金属离子如Mn表现为混合价，并伴随着巨磁电阻效应的出现。自1993年以来，人们在钙钛矿结构锰氧化物Rel—xMxMnO3(Re为三价稀土元素，M 为二价替代掺杂元素)的外延薄膜、单晶以及多晶块材中均观察到了超巨磁电阻效应。由于Rel MxMnO3系列的巨磁电阻的极大值通常是在金属一半导体转变温度和居里温度附近，并和结构的变化有密切关系，使得人们对CMR 材料的研究兴趣与日俱增。
1．1 CMR材料的晶体结构
超巨磁电阻材料为ABO3钙钛矿晶体结构。理想的ABO3钙钛矿具有空间为Pm3m的立方结构，如以
A原子位于立方晶胞的顶点，则氧原子和B原子分别处在面心和体心的位置，且B原子处于O原子形成的八 楼梯防护栏杆
面体中，见图1。
实际上，ABO3型钙钛矿晶体都畸变成正交(orthorhombic)对称或菱面体(rhombohedra1)对称。畸变主要是锰原子Mn3+d4中的e 电子使氧八面体发生畸变引起的，通常称为Jahn—Teller畸变，它使eg态的简并消除。另外，也可能是由于A原子比B原子大，使得A．O层与B．O 层的原子直径之和有较大差别，引起相邻层不匹配所致。未掺杂的稀土锰氧化物多具有正交对称性，经二价碱土元素的掺杂后，Mn变为三价与四价离子的混合态，不但其晶体结构随着掺杂浓度的增加而从低对称性向高对称性转变，而且材料也由反铁磁转变为铁磁。与此同
隐蔽微型摄像机时产生了一系列新的现象、新的物理。
1-2 CMR效应机理
关于CMR 效应的起因，最初的解释基于ZenerTM于20世纪50年代提出的双交换理论模型(Double Exchange)。然而进·步的研究表明，利用双交换作用模型可以定性解释CMR材料的磁学性质和电阻率随掺杂浓度和温度的变化趋势，但对其它与CMR 效应有关的实验实事不能给出合理解释。于是人们又提出各种理论模型予以补充和完善。
直升机救援图I理想的钙钛矿结构(La，Ca)MnO 晶格结构
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议