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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳宣樺
研究生(外文):S. H. Chen
論文名稱:La0.7Ca0.3Mn1-xNixO3的電阻行為
論文名稱(外文):The resistivity behavior in La0.7Ca0.3Mn1-xNixO3
指導教授:杜鴻模杜鴻模引用關係
指導教授(外文):H. M. Duh
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄師範大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:153
中文關鍵詞:鈣鈦礦電性侷域長度可變程跳躍模型
外文關鍵詞:perovskiteelectrical propertylocalization lengthvariable range hopping model
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本研究製備了La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3(x=0.0,0.03,0.06,0.09)四個樣本,X光繞射結果顯示四個樣本皆為單相(single phase)。電阻率的量測結果發現,鎳含量增加,其電阻率變大。此乃因為鎳不參與雙重交換交互作用,因此抑制了電子的跳躍。而大約0.09的摻雜量即可幾乎完全破壞雙重交換交互作用。x=0.06,沒有外加磁場下的ρ(T)圖中發現有二個明顯的峰值存在,外加磁場於四樣本上,發現電阻率對溫度的關係圖中,也有二個峰值出現,這意味著有二傳導機制存在於樣本中。其絕緣部分的曲線可用「可變程跳躍模型」來解釋外,本研究中發現還有一個符合ρ~1/T關係式的物理機制。

目 錄
第一章 前言…………………………………………………………… 1
第二章 理論基礎……………………………………..……………... 5
第一節 (La1-xCax)MnO3的結構………………………………..….... 5
第二節 雙重交換交互作用(Double Exchange Interaction)………. 6
第三節 Millis理論…………………………………………………..… 8
第四節 可變程跳躍模型(Variable Range Hopping model)……... 10
第五節 侷域長度(Localization Length)………………………….. 11
第三章 實驗方法……………………………..………….…….….... 17
第一節 樣本製備…………………………………………………….. 17
第二節 X光繞射鑑定……………………………………………….. 19
第三節 電性量測…………………………….………………………. 20
第四節 電腦分析…………………………………………………….. 23
第四章 實驗結果…………………………………………………… 24
第一節 沒有外加磁場,不同摻雜量下,電阻率對溫度的關係….. 24
第二節 不同外加磁場下,電阻率對溫度的關係………………….. 26
第三節 高溫電阻率行為…………………………………………….. 27
第四節 電腦分析結果……………………………………………….. 31
第五節 二峰值分析結果…………………………………………….. 31
(a) 磁相變峰值………….……………………………………….. 32
(b) 金屬相變峰值……………………………………….………. 32
(c) 二峰值合併………………………………………………….. 32
第六節 實驗數據與二峰值的關係…………………………………. 33
第七節 不同鎳含量下,二峰值的關係……………………………. 35
第八節 不同外加磁場下,二峰值的關係…………………………. 36
(a) 磁相變峰值…………………………………………………. 36
(b) 金屬相變峰值………………………………………………. 37
(c) 二峰值合併……………………………………….……..….. 38
第五章 討論……………………………………………………….... 39
第一節 沒有外加磁場,不同摻雜量下,電阻率對溫度的關係.... 39
第二節 不同外加磁場下,電阻率對溫度的關係…………..…….. 40
第三節 高溫電阻率行為………………………………..………….. 41
第四節 不同鎳含量下,二峰值的關係………………………...…. 43
第五節 不同外加磁場下,二峰值的關係………………………… 46
第六章 結論……………………………………………………….... 51
參考文獻……………………………………………………………….. 52
圖 目 錄
圖2-1:LaMnO3之鈣鈦礦結構圖……………………………..………... 14
圖2-2:LaMnO3中Mn3+的3d軌域能階分裂示意圖…………..……... 15
圖2-3:(La1-xCax)MnO3不同Ca摻雜量之相圖……………………... 15
圖2-4:Jahn-Teller effect造成Mn3+離子3d能階分裂示意圖……… 16
圖2-5:鐵磁性波包與Localization Length之示意圖…………….…… 16
圖3-1:樣本製備流程圖…………….………………………………….. 18
圖3-2:杜瓦瓶結構圖………………………………………………...… 21
圖3-3:PPMS系統方塊圖……………………………………………… 22
圖3-4:四極探針量測法之導線安排圖………………………………... 22
圖4-1:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3,
x=0.0、0.03、0.06之電阻率對溫度關係圖…………………. 56
圖4-2:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3,
x=0.06、0.09之電阻率對溫度關係圖…………..…………… 57
圖4-3:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3電阻率對溫度關係圖…..… 58
圖4-4:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………..…… 59
圖4-5:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………..….... 60
圖4-6:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………….………. 61
圖4-7:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3電阻率對溫度關係圖…..… 62
圖4-8:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3電阻率對溫度關係圖……... 63
圖4-9:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3電阻率對溫度關係圖….…... 64
圖4-10:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3MnO3電阻率對溫度關係圖……. 65
圖4-11:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………….…. 66
圖4-12:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………..…… 67
圖4-13:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖……………………….…….…………… 68
圖4-14:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………….…….… 69
圖4-15:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………..…… 70
圖4-16:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………………..…… 71
圖4-17:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖…………………………….……………. 72
圖4-18:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖………………………..……………..….. 73
圖4-19:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………….………. 74
圖4-20:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………….………. 75
圖4-21:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖…………………………………….……. 76
圖4-22:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………………….. 77
圖4-23:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖……………………………….…….…… 78
圖4-24:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………………..… 79
圖4-25:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度關係圖………………………………………..… 80
圖4-26:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 81
圖4-27:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………….…….… 82
圖4-28:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 83
圖4-29:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 84
圖4-30:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 85
圖4-31:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………….…….… 86
圖4-32:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖…………………………….….… 87
圖4-33:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖…………………………….….… 88
圖4-34:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 89
圖4-35:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖…………………………….….… 90
圖4-36:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖………………………………..… 91
圖4-37:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖……………………….……….… 92
圖4-38:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之電腦分析圖…………………………….….… 93
圖4-39:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖……………………………..… 94
圖4-40:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖……………………………..… 95
圖4-41:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖……………………………..… 96
圖4-42:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖……………………………..… 97
圖4-43:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………..…………… 98
圖4-44:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖……………………………..… 99
圖4-45:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………..………..… 100
圖4-46:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………………....… 101
圖4-47:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖………………………………. 102
圖4-48:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………………….… 103
圖4-49:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………………….… 104
圖4-50:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………………….… 105
圖4-51:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值圖…………………………….… 106
圖4-52:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 107
圖4-53:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 108
圖4-54:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 109
圖4-55:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 110
圖4-56:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 111
圖4-57:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 112
圖4-58:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 113
圖4-59:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 114
圖4-60:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 115
圖4-61:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 116
圖4-62:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 117
圖4-63:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 118
圖4-64:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值圖………………………….… 119
圖4-65:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖………. 120
圖4-66:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖………. 121
圖4-67:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖………. 122
圖4-68:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖………. 123
圖4-69:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 124
圖4-70:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖….…… 125
圖4-71:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 126
圖4-72:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 127
圖4-73:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 128
圖4-74:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 129
圖4-75:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 130
圖4-76:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 131
圖4-77:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值合併圖…….… 132
圖4-78:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 133
圖4-79:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 134
圖4-80:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 135
圖4-81:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 136
圖4-82:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 137
圖4-83:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 138
圖4-84:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 139
圖4-85:外加磁場8T下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 140
圖4-86:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 141
圖4-87:外加磁場2T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 142
圖4-88:外加磁場4T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 143
圖4-89:外加磁場6T下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 144
圖4-90:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之二峰值與實驗結果合併圖……………….… 145
圖4-91:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3,x=0.0、0.03
、0.06、0.09電阻率對溫度之磁相變峰值比較圖………….. 146
圖4-92:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3,x=0.0、0.03
、0.06、電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖………….…. 147
圖4-93:沒有外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn1-xNix)O3,x=0.06、0.09
電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖………………..…..…. 148
圖4-94:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之磁相變峰值比較圖………………..…….…. 149
圖4-95:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值比較圖………………..…….…. 150
圖4-96:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之磁相變峰值比較圖……………..……….…. 151
圖4-97:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖…………………..…. 152
圖4-98:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖…………………..…. 153
圖4-99:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖……………….….…. 154
圖4-100:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.91Ni0.09)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值比較圖………...….……..…. 155
圖4-101:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3MnO3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值比較圖…..…. 156
圖4-102:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.97Ni0.03)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值比較圖…..…. 157
圖4-103:不同外加磁場下,La0.7Ca0.3(Mn0.94Ni0.06)O3
電阻率對溫度之金屬相變峰值與磁相變峰值比較圖…..…. 158

參考文獻
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