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钙钛矿结构掺杂锰氧化物由于其丰富的物性和潜在的应用前景一直倍受关注。由于锰氧化物中电荷、轨道、自旋、晶格等自由度的相互作用,使得该体系呈现各种电子相和具有丰富的相图。因此,它对各种外加刺激(磁场、电场、光照等)非常敏感。在本论文中,以钙钛矿结构锰氧化物薄膜为研究对象,详细测量了光照和磁场对样品电磁性质的影响,研究了与量子有序态有关的物理现象。
本论文共分七章,每章的主要内容概述如下:
第一章简要介绍了钙钛矿锰氧化物的基本性质和光致效应研究进展。首先介绍了锰氧化物的晶体结构、晶体场劈裂和Jahn-Teller效应、电磁性质与相图、量子有序态及其对外加刺激的响应。然后介绍了锰氧化物中的光电导效应和光磁效应。
第二章介绍了本文实验中所用到的薄膜的制备方法和样品的测量方法。主要介绍了脉冲激光沉积和磁控溅射制备薄膜的原理以及电磁性质测量仪器。
第三章研究了光照和磁场对半掺杂的Pr0.5Sr0.5MnO3薄膜电磁性质的影响。在热回滞区域观察到了热历史依赖的光电导和磁电阻效应,在铁磁金属态和电荷/轨道有序态分别观察到了负光电导效应和正光电导效应。
第四章研究了光照和磁场对低掺杂的La7/8Sr1/8MnO3薄膜电输运性质的影响。发现了光照对薄膜的绝缘体-金属转变温度的调制效应。
第五章研究了低磁场对相分离La0.67Ca0.33MnO3薄膜在降温和升温过程中电输运性质的影响。发现了热历史依赖的低场磁电阻效应,认为这可归因于薄膜相分离体系对热历史的依赖。
第六章研究了La7/8Sr1/8MnO3/Nb:SrTiO3异质结中的光伏效应和输运性质。发现异质结的光伏效应与磁状态密切相关,认为这可归因于LSMO顺磁-铁磁转变伴随的能带劈裂。
第七章对全文进行了总结和展望。