杨少波

(北京印刷学院,北京 102600)

Pr0.5-xYxSr0.5Mn和Pr0.5Sr0.5-xCaxMn被发现在升温过程中都经过了反铁磁—铁磁转变(在奈耳温度TN处)和铁磁—顺磁转变(在居里温度TC处),并且在较高磁场作用下(5-7T)在这两个转变处都出现了一定庞磁电阻(CMR)效应,但实际上两种CMR效应都是非常微弱的。也正因如此,这种现象一直没有得到足够的重视。如果某种材料能够在较低磁场中同时具有两种比较明显的CMR效应,不论是物理内涵还是在磁电子领域的应用,都 是 非 常 丰 富 的。2010 年Pr0.5Ba0.1Sr0.4Mn被发现在较低外加磁场中(0.5T)能够出现比较明显的CMR效应,但究竟是材料的本征效应还是来源于晶界的散射尚需进一步研究。为此我们用脉冲激光沉积方法(pulsed laser deposition,PLD)制备了Pr0.5Ba0.1Sr0.4MnO3外延薄膜。

1 Pr0.5Ba0.1Sr0.4MnO3外延薄膜的制备

本次实验采用三轴取向的单晶(100)LaAIO3(LAO)作为基片,先用无水酒精超声清洗基片3次,每次20分钟。再将其置于PLD系统的真空腔内后抽真空达到1.0×10-3Pa以下,通入纯氧,当氧气达到50Pa开始沉积薄膜。薄膜生长速率约100nm/min,薄膜最后厚度约3000nm。因为不同沉积温度时薄膜可能有不同取向[4],所以我们在700℃～800℃的不同沉积温度制备了多种薄膜。这些样品的X射线θ-2θ扫描和φ扫描结果如图1所示。结果显示,只有在沉积温度为740℃才能得到真正的三轴定向外延(单晶)薄膜。

图1 Pr0.5Ba0.1Sr0.4MnO3外延薄膜的X射线θ-2θ扫描和φ扫描

2 Pr0.5Ba0.1Sr0.4MnO3外延薄膜的电磁性能

为研究Pr0.5Ba0.1Sr0.4MnO3外延薄膜的电学性能(ρ-T曲线)、磁学性能(M-T曲线)及其内在联系,在超导量子干涉仪上测量磁化强度—温度曲线(M-T曲线)。此时由于误差原因不能测零场MT,必须外加一小磁场(5mT)。……