镧的宽温磁电阻增强0.67钙0.33MnO3:氧化镍纳米复合材料
自从二十世纪九十年代发现钙钛矿锰氧化物的著名现象——庞磁电阻(CMR)效应——以来，人们对其进行了大量的研究1, 2].通式为R的空穴掺杂钙钛矿锰氧化物1-xAxMnO3其中R是稀土离子(R = La，Nd，Pr ), A是二价碱土金属离子(A = Ba，Sr，Ca)。
这归因于电荷、自旋、轨道和晶格自由度之间的相关性，这使得它非常适合应用于自旋电子器件CMR效应可分为两类，即本征和非本征磁电阻(MR)，本征MR在高磁场下表现出来，而非本征MR在低磁场下明显更大(LFMR)。LFMR是指导体在外部磁场影响下表现出的MR，H ≤ 2 kOe。这一有趣的现象(LFMR)是近年来锰氧化物研究的焦点之一，因为它对现代世界的应用更有吸引力，并且它还可以在很宽的温度范围内增强。
LFMR的增强可以通过在锰氧化物复合材料中添加二次氧化物相来实现。复合材料样品通常通过两步烧结工艺制备，在第一次烧结工艺后，氧化物相将被添加到锰氧化物相中。两步烧结工艺的目的是在添加第二相之前，通过第一烧结工艺促进亚锰酸盐相的形成。
两步烧结法制备NiO纳米复合材料，这是第一次尝试以块状形式合成LCMO:氧化镍复合材料。在该工作中，不同浓度的NiO纳米粒子(x= 0.00、0.05、0.10、0.15和0.20)，并且发现在两种材料之间没有发生界面扩散反应。
然而，与纯LCMO样品相比，在复合材料中观察到LFMR的轻微减少。这可能是由晶界附近的厚边界层(过量添加NiO)和受损的自旋极化隧穿过程引起的。多年来，已经进行了许多尝试来研究添加NiO对锰氧化物复合材料的影响，NiO纳米粒子是优异的金属氧化物纳米粒子之一，这归因于其高磁导率、高电子电导率和相稳定性。
因此，这项研究是之前对所做工作的延伸x)LCMO:xNiO纳米复合材料，旨在改善其缺点。目前的工作通过减少热处理过程的数量简化了溶胶-凝胶法的制备工作。此外，复合材料中NiO纳米颗粒的浓度也有所降低。
复合材料样品的结构表征通过XRD在2θ范围从20到80。数字1显示了(1)的XRD图x)LCMO:xNiO，x=本工作中的0.00、0.01、0.03、0.05和0.10个样本。所有的峰都成功地通过LCMO和NiO相匹配和索引，表明复合物结晶而没有其它相杂质。
发现对应于NiO相的相对峰强度随着其浓度而增加。然而，对于x ≤ 0.03的样品，没有观察到NiO峰的迹象。这可归因于这些样品中的NiO含量低于XRD检测极限，XRD数据通过Rietveld细化进一步分析，结构参数列于表中1。
随着NiO纳米颗粒含量的增加，晶格参数的变化可以忽略不计。同样的观察结果也适用于Mn和O离子之间的键角和键长，它们是决定Mn之间双交换(DE)机制的重要指标3+和Mn4+钙钛矿锰氧化物中的离子，特别是离域电子之间的相互作用g电子和局域t2g旋转。
如表中所列，发现晶粒尺寸随着NiO浓度的增加而逐渐减小2。从分布图中可以观察到有趣的结果，随着NiO含量的增加，分布变得更窄并向左倾斜。这些结果归因于NiO纳米粒子在晶粒表面或晶粒边界附近的偏析，并且与XRD结果以及先前工作进行的观察一致，数字显示了的扫描区域和EDX光谱x= 0.03样本。
尽管由于设备限制，在该样品中XRD没有检测到NiO相，但是通过EDX分析证实了La、Ca、Mn、O和Ni的存在。此外，发现来自EDX分析的原子组成非常接近复合材料的标称比率，并且没有注意到额外的杂质，表明在该工作中制备的样品在组成上是化学纯的。
氧化镍纳米复合材料是通过溶胶-凝胶法用简化的热处理工艺成功合成的。XRD图证实在没有相杂质的复合材料中LCMO和NiO相共存。形貌分析显示，随着NiO含量的增加，平均晶粒尺寸减小，这归因于NiO纳米颗粒在晶粒界面或晶粒边界附近的偏析。
EDX证实了样品及其元素的化学同质性。这TC由以下因素决定的值m–T曲线表明，随着NiO含量的增加，样品没有经历任何变化(260 K)。复合材料晶界附近绝缘NiO纳米粒子的存在起到了电荷传输势垒的作用，抑制了电子跳跃过程，导致电阻率增加。
在10 kOe时在很宽的温度范围内增强，这归因于自旋起伏的抑制，其中自旋平行于磁场排列并表现出更高的(%)值。总之，这项工作展示了在宽温度范围内获得MR增强的重要方法。这也是朝着改进LCMO:氧化镍纳米复合材料在未来自旋电子学和存储器件中的应用迈出的重要一步。
