[发明专利]一种室温磁电阻增强型钙钛矿材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿锰氧化物材料及其制造工艺，此钙钛矿材料可广泛应用磁传感器、磁电阻随机存取存储器(MRAM)、磁记录读出磁头、自旋晶体管等方面的应用研究等技术领域。

背景技术

庞磁电阻效应体系材料具有极其丰富的物理内涵和广阔的应用前景。基于磁电阻效应的基础研究，在磁传感器、磁电阻随机存取存储器(MRAM)、磁记录读出磁头、自旋晶体管等方面的应用研究都展现出了非常诱人的前景。从理论上讲，庞磁电阻效应的机制涉及凝聚态物理学中的电子强关联难题，其中同时存在复杂的电荷、自旋、轨道和晶格自由度的交互耦合作用，使得其产生新颖的电子、自旋输运特性和多种奇异的物理性质，要认识这些复杂的相互作用的机理就需要有足够的实验探索研究和相关数据积累。从应用上讲，为了使庞磁电阻材料尽快实现实用化，也迫切需要研究出适合于实际应用条件的庞磁电阻材料。目前，在庞磁电阻材料的实际应用研究中存在着重要的瓶颈限制问题：(1)需要的外加磁场太大，一般为几个特斯拉，同时这也导致磁场灵敏度过低；(2)温区不适合，产生显著的庞磁电阻效应的温度一般出现在低温区(如200K以下)，且温区较窄，通常为10K左右；(3)稳定性低，在一定的温度范围内庞磁电阻效应的大小波动较大。以上这些问题极大地限制了庞磁电阻材料的实际应用。基于这些，目前对于庞磁电阻效应及材料相关物性的研究主要有以下几个方向：(1)继续深入研究Mn基钙钛矿氧化物庞磁电阻效应材料的相关物性；(2)探索非Mn基的庞磁电阻体系材料及其物性；(3)寻找新型的具有高磁电阻效应的材料体系。

发明内容

本发明的目的是针对以上所述的现有庞磁电阻材料的不足，提供一种室温磁电阻增强型钙钛矿材料及其制备工艺，本发明专利申请的研究思路将主要沿着第一种方向展开，即继续深入研究Mn基钙钛矿氧化物庞磁电阻效应材料的相关物性。本发明专利申请选择锰氧化物体系中居里温度较高的La_0.67Sr_0.33MnO₃为母体材料，采用高价态的Mo离子对Mn位进行微量掺杂，从而有效调控系统中Mn³⁺和Mn⁴⁺离子的比例及分布，调节不同价态Mn离子间的交换作用分布网络，引入其它与双交换作用相竞争的交换作用机制，诱导自旋团簇玻璃态的产生，增加对载流子的自旋相关散射行为，进而影响材料的磁性、电输运性质及磁电阻特性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种钙钛矿锰氧化物材料，化学式为La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃，其中0≤X≤0.06，所述La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃钙钛矿材料是单相钙钛矿结构，空间群为                                                , No.167，La(Sr)在6a(0, 0, 1/4)，Mn(Mo)在6b(0, 0, 0)，O 在18e(x, 0, 1/4)位置。

进一步地，所述Mo掺杂量X为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05或0.06。

进一步地，所述La_0.67Sr_0.33Mn_1-xMo_xO₃钙钛矿材料的平均粒径为5μm。

上述钙钛矿锰氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）以La₂O₃、SrCO₃、MnO₂和MoO₃粉体为原料，先按材料化学反应方程式和名义组分确定实际所需的La₂O₃、SrCO₃、MnO₂、MoO₃粉体质量，然后用分析天平精确称取经脱水处理后的对应质量的各组分；

（2）将称得的La₂O₃、SrCO₃、MnO₂和MoO₃粉体置于玛瑙研钵里充分研磨使之充分混合；