مطالعه اثر جانشانی کبالت بر ساختار بلوری و مغناطومقاومت ترکیبات تهیهشده به روش سل- ژل ،La0/57Sr0/2Mn1-xCoxO3

نویسندگان

دانشگاه فردوسی

چکیده

در این پژوهش خواص ساختاری، الکتریکیی ، و مغناطیسیی منگ اناییت - کبالتاییت هیای
0( تهیه شده به روش سل - ژل، بررسی شدند. سیاختار ≤ X ≤ 1( La0/57Sr0/2Mn1-xCoxO3
بیوده R3C بلوری این ترکیبها در دمای اتاق به صورت فاپرووسکایت لوزیرخ با گیروه فایایی
000 شیکل میی گییرد. بیه علیت عیدم موازنیه ºC است که پس از تکلیس در دماهای بالاتر از
نیز در نمونههای نهایی دیده میشیو ند. انیدا زهگییری مقاومیت La2O عنصری، رگههایی از فاز 3
320 نشان داد که با افزایش جانشانی کبالیت بیه K ویژه الکتریکی نمونهها در بازه دمایی 55 تا
جای منگنز، مقاومت ویژه الکتریکی نخست افزایش و سپس کاهش میی یابید. همننیین اعمیال
1/7 نشان داد که مغناطومقاومت در تمیام نمونیه هیا منفیی T یک میدان مغناطیسی به بزرگی
به جز در نمونه فاقد عنصر منگنز، در سایر نمونه- ،)CMR( است. اثر مغناطومقاومت ابرغولآسا
ها مشاهده میشود. تغییرات مقاومت نمونهها با مییزان جانشیانی عنصیر کبالیت براسیا سیه
سازوکار پراکندگی اسپینی، جبران بار الکتریکی، و واپینش پیوند فلز- الکتیرون - فلیز توصیی
میشود. از طرف دیگر، رفتار مغناطومقاومت نمونهها بر اسا تقویت برهمکنش مبادله دوتیایی
در حاور میدان مغناطیسی، افزایش احتمال تونلزنی حاملها بین خوشههیا ، و کیاهش احتمیال
پراکندگی حاملها از بینظمیهای مغناطیسی مورد بحث قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of substitution of cobalt on crystal structure and magnetoresistance of La0.75Sr0.2Mn1-xCoxO3 compositions, prepared by sol-gel technique

چکیده [English]

The La0.75Sr0.2Mn1-xCoxO3 (0 ≤ X ≤ 1) Manganite-Cobaltites are
synthesized by sol-gel method and their structural, electrical and magnetic
properties are studied. After calcination over 800 ºC, all compounds were
crystallized in the perovskite rhombohedral structure ( R3C, Space group).
Due to nonstochiometery, some traces of the La2O3 phase were appeared in
final samples. Resistivity measurements of the samples between 77 and 328
K revealed that resistivity at first decreased and then increased by increasing
cobalt content. Also, magnetoresistance results in presence of external fields
up to 1.5 T exhibit negative magnetoresistance in all samples. The colossal
magneroresistance effect has been observed in all samples except the
samples without Mn. Variation of the resistivity and magnetoresistance of
the samples with Co content are described based on three following
mechanisms: spin scattering, charge compensation and distortion of metal–
oxygen-metal bonds. Magnetoresistance behavior of the samples are
evaluated based on (1) increased of the double exchange interaction, (2)
increased probability of inter-grain tunneling of the carriers, and (3)
decreased scattering of carriers from magnetic fluctuations mechanism in
the presence of applied field,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Manganite- Cobaltite
  • Sol - gel
  • La0.75Sr0.2Mn1-xCoxO3
  • Double exchange
  • Clossal magnetoresistance (CMR)
[1] E. Dagotto, et al., "Colossal magnetoresistant materials: the key role of

phase separation", Physics Reports 344 (2001) 1153.

[2] S. P. S. Badwal, et al., "Chemical diffusion in perovskite cathodes of

solid oxide fuel cells: the Sr-doped LaMn1-xMxO3 (M= Co, Fe) systems",

Ceramics International 27 (2001) 419-429.

[3] Emmanuel Syskakis, et al., "Crossover between Kondo and electronelectron

interaction effects in La0.75Sr0.2MnO3 manganite doped with Co

impurities", J. Phys.: Condens. Matter 15 (2003) 7735-7749.

[4] A. N. Petrov, et al., "Crystal structure of the mixed oxides La0.7Sr0.3Co1-

zMnzO3y (0 < z <1)", J. Solid State Chem. 143 (1999) 52-57.

[5] V. V. Sikolenko, et al., "Neutron diffraction studies of La1-xSrxCoO3

magnetic structure at x=0.15 and 0.3", J. Magn. Magn. Mater., 258-259

(2003) 300-301.

[6] D. D. Khalyavin, et al., "Electrochemical growth and properties of

LaMn1-xCoxO3 (0<x<1) single crystals", Crys. Res. Technol. 38 (2003) 748-

754.

[7] S. Kuharuangrong, et al., "Effects of Co and Fe addition on the

Properties of Lathanum Struntium manganite", Materils Letters 58 (2004)

1964-1970..

[8] Nguyen Xuan Phuc, et al., "Field dependence of zero-field-cooled

magnetization of La1-xSrxCoO3 (0.05<x<0.5)", J. Magn. Magn. Mater. 242-

245 (2002) 754-756.

[9] J. S. Srikiran, et al., "Magnetic ordering in La0.7Sr0.3Co1-xMnxO3", Appl.

Phys. A 74 (2002) S814-S816.

[10] N. X. Phuc, et al., "Magnetic and Transport properties of La0.7Sr0.3Co1-

yMnyO3", Physica B 327 (2003) 177-182.

[11] X. J. Fan, et al., "Transport and magnetic properties in provskite

compound La0.7Sr0.3Mn1-xCoxOy", J. Phys.: Condens. Matter 11 (1999) 3141-

3148.

[12] Kazuyoshi Suzuki, et al., "Magnetic, electrical and thermal properties

of La0.8Sr0.2MnyCo1-yO3", Physica B 329-333 (2003) 922-923.

[13] Alazne Pena, et al., "Magnetotransport properties of Co- and Ni-doped

manganites: from conductive to insulating behavior", J. Magn. Magn. Mater.

272-276 (2004) e1425-e1427.

[14] G. Ch. Kostogloudis, et al., "Electronic conductivity in the Pr1-xSrxCo1-

yMny system", Solid State Ionics 118 (1999) 241-249.

[15] A. Maignan, et al., "Enhancement of magnetoresistance in cobaltites by

manganese substitution: the oxide La0.8Sr0.2Co1-xMnxO3", Eur. Phys. J. B 13

(2000) 41-45.

[16] S. Das, et al., "Influence of grain size and grain boundries on the

properties of La0.7Sr0.3CoxMn1-xO3", Solid State Communications 121 (2002)

691-695.

[17] V. L. Kozhevnikov, et al., "Conductivity and carrier traps in La1-

xSrxCo1-zMnzO3 (x= 0.3, z= 0, 0.25)", J. Solid State Chemistry 172 (2003)

296-304.

[18] G. J. Chen, et al., "The effect of microstructure and secondary phase on

magnetic and electrical properties of La-deficient La1-xMnxO3 (0 <x < 0.3)

films", J. Magn. Magn. Mater. 219 (2000) 317-324.

[19] M. Gaudon, et al., "Preparation and characterization of La1-xSrxMnO3+δ

powder by sol-gel processing", Solid State Sciences 4 (2002) 125-133.

[20] Carlos Moure, et al., "Synthesis, sintering and electrical properties of

YNi0.33Mn0.67O3 perovskite prepared by a polymerized method", J. Europ.

Ceram. Soc. 23 (2003) 729-736[21] W. Zhong, et al., "Synthesis, structure and magnetic entropy change of

polycrystalline La1-xKxMnO3", J. Magn. Magn. Mater. 195 (1999) 112-118.

[22] Nguyen Hoang Luong, et al., "On the magnetic and magnetocaloric

properties of perovskite La1-xSrxCoO3", J. Magn. Magn. Mater. 242-245

(2002) 760-762.