ساخت و بررسی خواص مغناطیسی، الکتریکی و ساختاری منگنایت lamn1-xcuxo3 (o?x?0.125)

در این تحقیق به بررسی تاثیر آلایش یون دیامغناطیسی و شرایط ساخت، روی خصوصیات مختلف ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی منگنایت lamn1-xcuxo3 پرداخته شده است. نمونه ها به روش جدید تجزیه ی حرارتی استات ها ساخته شدند. این روش بر پایه ی آسیاب حالت جامد استات های مواد اولیه به همراه اسید سیتریک استوار است. در این تحقیق دمای کلوخه سازی برای نمونه ها 1200 در جه سانتی گراد است. لازم به ذکر است که به منظور بررسی تاثیر دمای کلوخه سازی در خصوصیات مختلف ترکیبات، نمونه ی با درصد آلایش 05/0x= به دو قسمت تقسیم شد و در دما های 1200 و 1350 درجه ی سانتی گراد کلوخه سازی شد. این دو نمونه به ترتیب نمونه های t1 و t2 نامیده شدند. آنالیز الگوی پراش پرتو ایکس تمامی نمونه ها به همراه تحلیل ریتولد آن ها نشان داد که همه ی ترکیبات به جز نمونه با درصد آلایش 075/0x=، ساختار اورتورمبیک با گروه فضاییpnma دارند. نمونه با درصد آلایش 075/0x= نیز دارای ساختار فضایی رومبوهدرال با گروه فضایی است. مقایسه ی نمودار های تحلیل ریتولد نمونه های t1 و t2 نشان داد که تغییر دمای پخت بر روی ساختار نمونه ها تأثیر قابل ملاحظه ای نداشته است و تنها با افزایش دمای پخت، قله ها تیز تر و واضح تر شده اند. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش تا درصد 075/x=، دمای گذار کوری به سمت دماهای بالا تر جابجا می شود که بیانگر تقویت برهم کنش تبادل دوگانه در اثر وارد کردن یون دیامغناطیسی در نمونه ها است. بعد از آن با افزایش میران آلایش، در نمونه با درصد آلایش 125/0x= دمای گذار کوری به سمت دما های پایین تر جابجا می شود. که این امر در اثر تضعیف قدرت برهم کنش تبادلی دوگانه در آلایش های بالا است. درکلیه ی نمونه های آلایش یافته، در دما های پایین یک افت در منحنی حقیقی پذیرفتاری مغناطیسی ac مشاهده شد که همراه با یک قله در قسمت موهومی پذیرفتاری است. این قله مربوط به گذار فاز به حالت بی نظم شیشه ی اسپینی در این ترکیبات است. بستگی به فرکانس و میدان پذیرفتاری ac و برازش با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که این نمونه ها از خصوصیات سیستم های شیشه ی اسپینی تبعیت می کنند. لازم به ذکر است که نمونه t2 گذار فاز به حالت شیشه ی اسپینی را از خود نشان نداد. نمودار های مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان داد که با افزایش آلایش تا درصد آلایش 075/0x= مقاومت ویژه این ترکیبات کاهش می یابد و بعد از آن شروع به افزایش می کند. این پدیده در هماهنگی کامل با نتایج به دست آمده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac این ترکیبات است. در نمونه با درصد آلایش 125/0x= سیستم با افزایش شدید مقاومت روبه رو است. برازش نمودارهای مقاومت الکتریکی ویژه ی نمونه ها با دو مدل vrh و sph نشان داد که رفتار مقاومت الکتریکی همه ی نمونه ها، مطابقت خوبی با مدل sph دارد و با افزایش میزان آلایش cu در جایگاه منگنز، انرژی فعال سازی پولارونی کاهش می یابد، تا این که در آلایش 125/0x= شروع به افزایش می کند. در رابطه با تأثیر دمای پخت بر روی نمونه نیز می توان گفت که، با افزایش دمای پخت، انرژی فعال سازی پولارونی افزایش می یابد. این نتایج با نتایجی که قبلا با استفاده از آنالیز نمودارهای پذیرفتاری مغناطیسی و مقاومت الکتریکی به آن رسیده بودیم، در هماهنگی کامل است.