Лантан стронций манганит - Lanthanum strontium manganite

Атомное разрешение растровая просвечивающая электронная микроскопия образ Ла0.7Sr0.3MnO3, используя кольцевой детектор темного поля. Оверлей: лантан / стронций (синий), марганец (фиолетовый), кислород (красный).

Лантан стронций манганит (LSM или же LSMO) является окись керамический материал с общей формулой La1-хSrИксMnO3, куда Икс описывает уровень допирования.

Оно имеет перовскит -основная кристаллическая структура, имеющая общий вид ABO3. В кристалле позиции 'A' заняты лантан и стронций атомов, а узлы 'B' заняты меньшими марганец атомы. Другими словами, материал состоит из манганит лантана с некоторыми из лантан атомы замещения допированный с стронций атомы. Легирование стронцием (валентность 2+) лантаном (валентность 3+) вводит дополнительные дырки в валентную зону и, таким образом, увеличивает электронную проводимость.

В зависимости от значения x в La1-хSrИксMnO3, элементарная ячейка LSMO может быть ромбоэдрической, кубической или гексагональной. Это изменение элементарной ячейки объясняется на основе фактора допуска Гольдшмидта для перовскитов. Изменение степени окисления катиона Mn в LSMO можно легко наблюдать по положению пика XPS для Mn 2p3/2 орбитали, и интересное ферромагнитное упорядочение, полученное при x = 0,5 и 0,7 в La1-хSrИксMnO3.[1]

LSM имеет богатую электронную фазовую диаграмму, в том числе зависимую от допинга. переход металл-изолятор, парамагнетизм и ферромагнетизм.[2] Сообщалось также о существовании фазы Гриффита.[3][4]

LSM имеет черный цвет и плотность примерно 6,5 г / см.3.[5] Фактическая плотность будет варьироваться в зависимости от метода обработки и фактического стехиометрия. LSM - это в первую очередь электронный проводник с числом переноса, близким к 1.

Этот материал обычно используется в качестве катод материал в серийно производимых твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), потому что он имеет высокий электрическая проводимость при более высоких температурах, и его коэффициент теплового расширения хорошо сочетается с оксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия (YSZ), обычный материал для ТОТЭ электролиты.

В исследованиях LSM является одним из перовскитовых манганитов, которые демонстрируют колоссальное магнитосопротивление (CMR) эффект,[6] а также наблюдается полуметалл для композиций вокруг Икс=0.3.[7]

LSM ведет себя как полуметалл, предполагая его возможное использование в спинтроника. Он отображает колоссальное магнитосопротивление эффект. Над его Температура Кюри (около 350 K) Ян-Теллер поляроны формируются; способность материала проводить электричество зависит от наличия поляронов.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дж. Ортис, Л. Грасиа, Ф. Кансино, У. Пал; и другие. (2020). "Дисперсия частиц и искажение решетки индуцируют магнитное поведение La1-хSrИксMnO3 наночастицы перовскита, выращенные методом твердотельного синтеза с использованием солей ». Химия и физика материалов. 246: 122834. Дои:10.1016 / j.matchemphys.2020.122834.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  2. ^ Урушибара А., Моритомо Ю., Арима Т., Асамицу А., Кидо Г., Токура Ю. (1995). «Переход диэлектрик-металл и гигантское магнитосопротивление в Ла1-хSrИксMnO3". Физический обзор B. 51 (20): 14103–14109. Bibcode:1995PhRvB..5114103U. Дои:10.1103 / PhysRevB.51.14103. PMID  9978336.
  3. ^ Дайзенхофер Дж., Браак Д., Круг фон Нидда Х.А., Хембергер Дж., Еремина Р.М., Иваншин В.А. и др. (2005). «Наблюдение фазы Гриффитса в парамагнитном La1-хSrИксMnO3". Письма с физическими проверками. 95 (25): 257202. arXiv:cond-mat / 0501443. Bibcode:2005PhRvL..95y7202D. Дои:10.1103 / PhysRevLett.95.257202. PMID  16384501.
  4. ^ Даготто Э (2003). Наноразмерное разделение фаз и колоссальное магнитосопротивление. Физика манганитов и родственных соединений. Springer. ISBN  978-3540432456.
  5. ^ Армстронг Т.Дж., Виркар А.В. (2002). «Характеристики твердооксидных топливных элементов с композитными катодами LSGM-LSM». Журнал Электрохимического общества. 149 (12): A1565. Дои:10.1149/1.1517282.
  6. ^ Рамирес А.П. (1997). «Колоссальное магнитосопротивление». J. Phys .: Condens. Иметь значение. 9 (39): 8171–8199. Bibcode:1997JPCM .... 9.8171R. Дои:10.1088/0953-8984/9/39/005.
  7. ^ Park JH и др. (1998). «Прямое свидетельство существования полуметаллического ферромагнетика». Природа. 392 (6678): 794–796. Bibcode:1998Натура.392..794P. Дои:10.1038/33883.
  8. ^ "Обзор лаборатории Беркли - 29 апреля 2005 г.". lbl.gov. Получено 17 мая 2015.