Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Salamati mashhad,Parviz Kameli
هادی سلامتی مشهد (استاد راهنما) پرویز کاملی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shiva Shogh
شیوا شوق

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Preparation and investigation of the effect of doping and grain size on structural, magnetic, electrical properties and magnetoresistance of La1-xRxMnO3 manganites
magnetoresistance (LFMR) of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 /x MnFe 2 O 4 samples with x=0~10% (weight percents) have been investigated. The La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 sample has been synthesized by thermal decomposition of acetates in citric acid (new method) and MnFe 2 O 4 has been synthesized by sol-gel method. Structural properties of all samples has been investigated by X-ray diffraction and results show that all samples have rhombohedral structure.Electrical resistance measurements of samples show that metal-insulator transition decreases by the increase of MnFe 2 O 4 level. This decrease is due to the grain boundaries effects. Also, the value of magnetoresistance in 77 K temperature increases for low doping level of 0 x 7.5 and then decreases at higher doping level, x=10. The spin dependent tunneling and scattering at interfaces of the grain boundaries are responsible for the increasing of LFMR at x 7.5, while reduction of LFMR at x=10 originates from the increase of the thickness of grain boundaries. In the second part, the influence of grain size on the structural, magnetic, electrical properties and magnetoresistance of La 0.9 Ba 0.1 MnO 3 samples has been studied. The samples have been synthesized by thermal decomposition of nitrates in citric acid and have been sintered at 800?C and 1350 ?C. The results of X-ray diffraction show that the width of picks decreases and diffraction intensity increases by increase of grain size. The lattice parameters and unit cell volume of samples have been obtained by FULLPROF soft ware, rietveld refinement. It shows that samples have rhombohedral structure and belongs toR-3C space group. SEM images show that grain sizes increase by increasing of sintering temperature. The grain size of samples that were sintered in 800 ?C and 1350 ?C In this thesis structural, magnetic, electrical properties and low field are in the range of nanometer andmicrometerrespectivelyAc magnetic susceptibility measurements show that all samples have paramagnetic-ferromagnetic transition and the magnitude of susceptibility increases by increase of grain size. This is due to decrease of interface distortion with the increase of grains size. Also the cluster spin glass is formed in the 1350 ?C sample. The values of electrical resistance at high temperature decrease and metal-insulator transition temperature increases by increasing grain size. This is also due to decrease of grain boundaries. For nanosize sample, insulator-metal transition temperature is lower than ferromagnetic-paramagnetic transition temperature. Also, magnetoresistance measurements of samples versus temperature show that LFMR decreases and CMR increases by increasing of grain size. Key words : Manganite, Nano crystal
در این پژوهش ابتدا خواص ساختاری، مغناطیسی، الکتریکی و مغناطومقاومت در میدان های پایین نمونه هایLa 0.8 Sr 0.2 MnO 3 /x MnFe 2 O 4 با% 10 ~ 0 = x درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ی La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 به روش جدید تجزیه ی حرارتی استاتها درحضور اسید سیتریک و نانوذرات MnFe 2 O 4 به روش سل ژل تهیه شد.بررسی ساختاری نمونه ها توسط دستگاه پراش پرتو ایکس نشان داد که در تمام نمونه ها ساختار بلوری لوزی وجهی شکل گرفته است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان داد ، با افزایش MnFe 2 O 4 مقاومت الکتریکی افزایش و دمای گذار عایق - فلز نمونه ها کاهش یافته است که ناشی از افزایش اثرات مرزدانه ای است. هم چنین مغناطومقاومت در دمای 77 کلوین با افزایش درصد ناخالصی برای 5/7x? ?0 افزایش و سپس در 10= x کاهش می یابد. تونل زنی وابسته به اسپین و پراکندگی در سطوح مرزدانه ها دلیلی برای افزایش مغناطومقاومت در 5/7x ? است، این در حالی است که کاهش مغناطومقاومت به ازای 10 = x به افزایش بیش از حد ضخامت مرزدانه ها و تضعیف تونل زنی وابسته به اسپین بین سطوح دانه ها مربوط می شود.در قسمت دوم این پژوهش، تاثیر اندازه دانه ها بر خواص ساختاری، مغناطیسی، الکتریکی و مغناطومقاومت نمونه یLa 0.9 Ba 0.1 MnO 3 مورد مطالعه قرارگرفت. نمونه ها به روش تجزیه ی حرارتی نیترات ها تهیه و در دو دمای C°800 و C°1350 کلوخه سازی شد . نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان داد که با افزایش اندازه ی دانه ها از پهنای قله ها کاسته شده و شدت پراش افزایش می یابد. پارامترهای شبکه و حجم یاخته ی بسیط با استفاده از نرم افزار FULLPROF و تحلیل ریتولد محاسبه و تعیین شد نمونه ها دارای ساختار لوزی وجهی با گروه فضایی R-3C هستند. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نیز نشان داد که با افزایش دمای کلوخه سازی اندازه ی دانه ها افزایش یافته و اندازه ی دانه های نمونه های ساخته شده در دو دمای C°800 و C°1350 به ترتیب در محدوده ی نانومتری و میکرومتری قرار دارند. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac نشان داد که در هر دو نمونه گذار پارامغناطیس – فرومغناطیس وجود دارد و با افزایش اندازه ی دانه ها مقدار پذیرفتاری افزایش می یابد که ناشی از کاهش بی نظمی های سطحی با افزایش اندازه ی دانه ها می باشد. علاوه بر آن، در نمونه پخت شده در دمای C°1350، خوشه های شیشه ی اسپینی شکل گرفته است .هم چنین با افزایش اندازه ی دانه، مقدار مقاومت ویژه الکتریکی در دماهای بالا کاهش و دمای گذار عایق - فلز افزایش یافته است. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه ها بر حسب دما نیز نشان داد که با افزایش اندازه ی دانه ها مغناطومقاومت مربوط به بخش غیرذاتی کاهش یافته و مغناطومقاومت مربوط به قسمت ذاتی افزایش می یابد. کلمات کلیدی: منگنایت، نانوذرات

ارتقاء امنیت وب با وف بومی