Skip to main content
SUPERVISOR
Parviz Kameli,Ismaeil Abdolhosseini Sarsari
پرویز کاملی (استاد راهنما) اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Abbasi Eskandari
محمد عباسی اسکندری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The preparation and investigation of structural, electrical and magnetic properties of La0.8-xYxSr0.2MnO3 (0?x?0.5) manganite.
In this thesis, structural, magnetic and electrical properties of the La 0.8-x Y x Sr 0.2 MnO 3 (0?x?0.6) manganites prepared by a solid-state reaction technique was studied systematically. The X-ray diffraction (XRD) shows that at low Y concenteration no impurity peaks are observed (x?0.1), indicating the single-phase formation of the La 0.8-x Y x Sr 0.2 MnO 3 samples with doping limit of x=0.1. The segregation of Y 2 O 3 oxide was observed for x 0.1. The structural parametrs calculated from Rietveld refinements and it was found that the cell volume gradually decreases with increasing Y concentration. The observation by scanning electron microscopy (SEM) reveals a change in the morphology of grains and the porosity of the samples by doping. The ac magnetic susceptibility measurements show that all samples undergo a transition from paramagnetic (PM) to ferromagnetic (FM) phase at Curie temperature, (T c ). By increasing in Y concenteration Curie temperature shifts to lower temperature. This behavior indicates that the substitution of Y weakens the double exchange (DE) process, but an anomaly behavior in Curie temperature is observed in highly doped samples. The temperature dependence of resistivity curves show that all samples have an insulator-metal transition. This transition is in accordance with the evolution to T c values. By increasing the Y doping level, resistivity gradually increased. The metallic region of the (T) curve was fitted with the model of electron-electron and electron-magnon scattering, while the insulating region was fitted with the small polaron hopping (SPH). The application of 1 T magnetic field resistivity of the samples decrease. We conclud that the magnetoresistance in the polycrystalline sample is dominated by traort across grain boundaries that is extremely sensitive to an applied magnetic field.
در این پژوهش منگنایت La 0.8-x Y x Sr 0.2 MnO 3 در محدوده ی آلایش 0?x?0.5 به روش استاندارد واکنش حالت جامد ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفت. نمودار پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان می دهد که نمونه ها تا آلایش x=0.1 در حد دقت دستگاه، تکفاز بوده و هیچ فاز ثانویه ای در نمونه ها مشاهده نشد، اما با افزایش میزان آلایش از x=0.15 به بالا همه نمونه ها قله های اضافی در نمودار پراش پرتو ایکس دارند که نشان دهنده تشکیل فاز ثانویه در نمونه ها می باشد. از نمودار پراش پرتو ایکس نمونه ها می توان نتیجه گرفت که ایتریم (Y) فقط تا یک میزان مشخص در ترکیب جایگزین لانتانیوم می شود و پس از آن یک فاز ثانویه در نمونه ها تشکیل می شود. فاز غالب نمونه ها تا آلایش x=0.15 ساختار لوزی رخ دارند و از آلایش x=0.2 به بالا دارای ساختار راست گوشه می باشند. ثابت های شبکه و حجم سلول واحد نمونه ها با استفاده از تحلیل ریتولد محاسبه و مشخص شد که با افزایش آلایش، حجم سلول واحد نمونه ها کاهش پیدا می کند که ناشی از جایگزینی یک یون با شعاع کوچکتر در جایگاه لانتانیوم می باشد. تصاویر SEM نمونه ها نشان می دهد که در نمونه بدون آلایش، دانه ها کاملا پیوسته می باشند و تخلخلی در نمونه وجود ندارد. با افزایش میزان آلایش تا x=0.5 به تدریج تخلخل و حفره در نمونه ها افزایش می یابد که ناشی از عدم جاینشانی کامل ایتریم در جایگاه لانتانیوم و تشکیل فاز ثانویه می باشد. از نمودار پذیرفتاری مغناطیسی بر حسب دمای نمونه ها مشخص است که همه نمونه ها یک گذار پارامغناطیس – فرومغناطیس دارند. تا آلایش x=0.05 دمای گذار نمونه ها کاهش پیدا کرده است که ناشی از تغییر در طول و زاویه پیوند Mn-O-Mn می باشد. با افزایش آلایش تا x=0.15 دمای گذار نمونه ها روند مشخصی ندارد که این امر می تواند به علت وجود ناخالصی در نمونه ها باشد. این گونه می توان تصور کرد که در نمونه های x=0.075 و x=0.1 نیز ناخالصی وجود دارد ولی به علت کم بودن شدت آن توسط دستگاه قابل آشکارسازی نمی باشد. از آلایش x=0.2 به بالا دمای گذار نمونه ها روند افزایشی دارد که این گونه می توان توجیه کرد که با عدم جایگزینی ایتریم در ترکیب، نسبت یون های Mn 3+ و Mn 4+ تغییر می کند و به مقدار بهینه خود نزدیک می شود و در نتیجه باعث افزایش دمای گذار می شود. نمودار مقاومت الکتریکی ترکیبات، یک گذار عایق-فلز را برای تمام نمونه ها نشان می دهد. به علت وجود فاز ثانویه در نمونه ها، مقاومت الکتریکی نمونه ها رفتار منظمی از خود نشان نمی دهند اما به طور کلی می توان گفت تا زمانیکه ایتریم تا حدود زیادی در ترکیب جایگزین لانتانیوم می شود، میزان مقاومت الکتریکی نمونه ها افزایش می یابد که ناشی از کاهش برهمکنش تبادلی دوگانه در نمونه ها است. برازش نمودارهای مقاومت الکتریکی با مدل های نظری انجام شد، برای این منظور قسمت فلزی نمودار مقاومت الکتریکی با مدل های پراکندگی الکترون-الکترون و الکترون-مگنون و قسمت عایق گونه با مدل پلارونی آدیاباتیک کوچک برازش شدند. با اعمال میدان مغناطیسی یک تسلا مغناطومقاومت نمونه ها اندازی گیری شد. هم چنین مغناطومقاومت در دو حالت میدان عمود و موازی جهت جریان اندازه گیری شد که مغناطومقاومت ناهمسانگرد نام دارد و مشخص شد با تغییر جهت میدان نسبت به جهت جریان میزان مغناطومقاومت در نمونه ها تغییر می کند. می توان تغییرات مغناطومقاومت در نمونه ها را به خاطر وجود فاز ثانویه در مرزدانه ها دانست که باعث افزایش احتمال تونل زنی اسپین های قطبیده در حضور میدان مغناطیسی می شود. نتیجه ی کلی این است که به علت اختلاف نسبتا زیاد شعاع یونی Y (1.075 A?) و La (1.216 A?) ، ایتریم تا حدی در ساختار پروسکایتی، جایگزین لانتانیوم می شود و بعد از آن منجربه شکل گیری فازهای ناخالصی می شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی