Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Salamati mashhad,Parviz Kameli
هادی سلامتی مشهد (استاد مشاور) پرویز کاملی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Payvand Amirzadeh
پیوند امیرزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Investigation of grain size and ionic radius effects on structural, magnetic and electrical properties of La0.5 (Ca, Sr)0.5MnO3 manganite
In this thesis, We report on the fabrication and characterization of La 0.5 Ca 0.5 MnO 3 (LCMO) with different grain size from nanometer up to micrometer. The samples have been prepared by new solid state method and their structure, magnetic and electric properties have been investigated. In the second part of this project, the effect of cation size on the structure, magnetic and electrical properties of La 0.5 Ca 1-x Sr x MnO 3 (LCSMO) (0?x?0.5) which is prepared at temperature 1350 o C have been studied. X-ray diffraction of LCMO samples, hows that grain size increases with increase of sintering temperature without any variation in structure. The structural parameters and space groups have been obtained by FULLPROF soft ware, Rietveld refinement. It shows that all the LCMO samples have orthorhombic structure with pnma space group and by increasing of sintering temperature unit cell volume decreased. SEM images show that, grain sizes have been converted from anometer to micrometer with increase of sintering temperature. The ac magnetic susceptibility measurements showed that all LCMO samples have a PM-FM transition and with increase in sintering temperature, the charge ordering and AFM phases were observed. Curie temperature T c , decreases by growing of crystallite size and suppressed FM phase and induced robust CO and AFM phases at the low temperature. Samples have thermal hysteresis because of coexistence of the FM and AFM phases and phase separation, which is a characteristic of first order transition. All LCMO samples have a insulator behavior. Rietveld refinement for LCSMO samples shows that all compounds with x?0.3 crystallize in the orthorhombic structure, with space group of pnma and x=0.4 and x=0.5 compounds have tetragonal structure with space group of 14/mcm. This structural variation is due to substitution of Ca by Sr and unit cell volume increase with Sr 2+ doping. All the LCSMO samples have a PM-FM and FM-AFM transition that with increase of Sr 2+ doping AFM phase decreased and FM phase increased and consequently thermal hysteresis has been decreased. All compounds with x?0.4 have insulator behavior and by increase of Sr 2+ doping, resistance decreased. Sample x=0.5 shows metal- insulator transition. Kay words: Manganite, Thermal hysteresis, ac susceptibility, Sr doping, Charge ordering, FM, AFM.
در این تحقیق ترکیب منگنایت La 0.5 Ca 0.5 MnO 3 (LCMO) با اندازه دانه های مختلف در محدوده ی نانو - میکرومتر با استفاده از روشی جدید که بر پایه ی آسیاب حالت جامد استات های مواد اولیه در حضور اسید سیتریک بود، ساخته شد و خصوصیات مختلف این ترکیب از قبیل ساختار بلوری، خصوصیات الکتریکی و مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. بعد از آن در بخش دوم کار، به منظور بررسی اثر اندازه ی یون در جایگاه A منگنایت ها بر خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی ترکیب La 0.5 Ca 0.5-x Sr x MnO 3 (LCSMO) با 0.5 x? ? 0، در دمای 1350 درجه سانتیگراد ساخته شد و خواص مختلف آن بررسی شد. طیف پراش پرتو ایکس نمونه های LCMO با دماهای پخت مختلف، نشان دهنده ی رشد دانه ها با افزایش دمای پخت می باشد و هیچ گونه تغییر ساختاری مشاهده نشد. به کمک نرم افزار FULLPROF و تحلیل ریتولد ساختار بلوری نمونه های LCMO اورتورومبیک با گروه فضایی pnma ، به دست آمد. تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM ، نشان داد که اندازه ی دانه ها در ترکیب LCMO با افزایش دمای پخت از نانو تا میکرومتر تغییر یافته است.. با استفاده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نمونه های LCMO یک گذار فاز پارامغناطیس به فرومغناطیس برای همه ی نمونه ها مشاهده شد و با افزایش دمای پخت و افزایش اندازه ی دانه ها، فاز پادفرومغناطیس به همراه نظم بار دیده شد. با افزایش دمای پخت دمای کوری کاهش یافته و فاز فرومغناطیس نمونه ها تضعیف شده و فاز پادفرومغناطیس به همراه نظم بار در دماهای پایین تقویت شده است. همچنین به علت وجود همزمان دو فاز فرومغناطیس و پادفرومغناطیس در نمونه ها و پدیده ی جدایی فاز که ناشی از گذار فاز مرتبه ی اول است در پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها یک پسماند حرارتی وجود دارد. اندازه گیری مقاومت نمونه های LCMO نشان داد که نمونه ها رفتار عایق گونه دارند و در همه ی آن ها پسماند حرارتی دیده می شود. بعد از آن الگوی پراش پرتو ایکس نمونه های LCSMO نیز اندازه گیری و بررسی شد. تحلیل ریتولد نمونه های LCSMO نشان داد که برای آلایش های 05/0x= تا 3/0 x=ساختار بلوری اورتورومبیک با گروه فضایی pnma می باشد و برای آلایش های 4/0x= و 5/0 x=ساختار بلوری به تتراگونال با گروه فضایی 14/mcm تغییر یافته است. این تغییر ساختار به علت جانشینی Sr( که دارای شعاع یونی بزرگتری است) به جای Ca می باشد. همچنین با افزایش میزان آلایش حجم یاخته ی واحد افزایش یافته است. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های ترکیب LCSMO، یک گذار پارامغناطیس به فرومغناطیس و فرومغناطیس به پادفرومغناطیس را برای همه نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش قله ی پادفرومغناطیس تضعیف شده و فاز فرومغناطیس تقویت شده است. همجنین سیستم دارای پسماند حرارتی می باشدکه با افزایش میزان آلایش در ترکیب پسماند حرارتی کمتر شده است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه های ترکیب LCSMO نشان داد که نمونه ها با آلایش 05/0 x=تا 4/0x= دارای رفتار عایق گونه بوده و با افزایش میزان آلایش مقاومت نمونه ها و پسماند حرارتی کاهش یافته است. نمونه با میزان آلایش 5/0 در ترکیب LCSMO رفتار متفاوتی دارد و یک گذار عایق- فلز در آن مشاهده شد که این گذار پهن بوده و چندان قوی نیست. واژه های کلیدی: منگنایت، پذیرفتاری ac، پسماند حرارتی، آلایش Sr، نظم بار، فرومغناطیس، پادفرومغناطیس.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی