Манганиты лантана-стронция вблизи температуры Кюри способны сильно менять электрическое сопротивление в приложенном магнитном поле [1], это так называемый эффект колоссального магнетосопротивления (КМС), величина которого зависит от степени замещения La на Sr в частицах LSMO [2] и от размера частиц манганита [3]. Такие материалы являются перспективными для изготовления различных магниточувствительных датчиков. Величина общего эффекта магнетосопротивления вблизи температуры Кюри в первую очередь определяется КМС. Если между проводящими частицами манганита имеются диэлектрические прослойки толщиной в единицы нанометров [4], то такой материал в дополнение обладает туннельным магнетосопротивлением (ТМС). Значение ТМС можно увеличить за счет утолщения диэлектрических прослоек, но до определенного значения, при превышении которого невозможно протекание перколяционных токов. Одним из вариантов получения подобных материалов может быть кристаллизация манганита в многокомпонентном оксидном стекле. В результате может образоваться стеклокерамический композит, в котором зерна манганита находятся в аморфной или кристаллической боратной матрице и разделены диэлектрическими прослойками матричных фаз. Попытки синтеза такой стеклокерамики, обладающей магниторезистивными свойствами, предпринимались ранее в работах [5-10]. Однако авторы получали композиты лишь сильно ограниченного числа составов, а свойства этих материалов систематически не исследовались. Авторы не пытались также дойти до порога перколяции путем увеличения количества непроводящих добавок.
Стеклокерамическая технология, в которой композит, содержащий кристаллическую магниторезистивную фазу манганита, получается путем термокристаллизации плотного аморфного материала – стекла, выступает альтернативой более дорогой тонкопленочной технологии, в которой магниторезистивный материал создается в виде пленки или гетерослоев на подложке. Кроме того, в стеклокерамических материалах стеклообразующие и модифицирующие оксиды образуют диэлектрические прослойки между частицами LSMO, что приводит к увеличению туннельного эффекта магнетосопротивления и, как следствие, к получению материала с высокими значениями общего магнетосопротивления в широком интервале температур. Присутствие ферримагнитного оксида марганца в стеклокерамическом композите совместно с манганитом может существенно изменять функциональные характеристики и привести к появлению гистерезиса магнетосопротивления. Такие композиты могут применяться в качестве материалов с эффектом «памяти» сопротивления. В данной работе проведен синтез манганитсодержащих материалов путем кристаллизации оксидных стекол и их исследование с целью изучения влияния исходного состава оксидной шихты и условий термообработки на фазовый состав, микроструктуру, намагниченность и магнитосопротивление получаемого материала.
Цель работы: Методом кристаллизации оксидного стекла, путем варьирования составов и условий их термообработки, синтезировать композиты на основе манганитов с широким спектром магниторезистивных свойств. Определить взаимосвязи: состав, условия получения – микроструктура – магниторезистивные свойства. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
- получить аморфизованные оксидные прекурсоры путем закалки расплавов в системах La2O3-SrO-MnOx-B2O3 и La2O3-SrO-MnOx-SiO2, исследовать их склонность к стеклообразованию;
- изучить особенности кристаллизации стекол при их термической обработке и определить условия образования магнитных оксидов;
- синтезировать магниторезистивные образцы путем соответствующей термической обработки аморфизованных предшественников;
- изучить магниторезистивные свойства и микроструктуру полученных композитов, определить их взаимосвязь с составом исходного стекла и условиями термообработки;
В качестве объектов исследования выступают образцы стёкол и стеклокерамики в системах La2O3-SrO-MnOx-B2O3 и La2O3-SrO-MnOx-SiO2.
 |
|
