[发明专利]一种掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁电阻材料的制备方法。

背景技术

ABO₃型钙钛矿结构掺杂稀土锰氧化物由于其巨磁电阻效应及其丰富的物理内涵而备受关注，成为凝聚态物理学和材料物理学领域的研究热点。这类磁电阻材料在磁存储器、磁制冷器件、磁敏探测元件、高密度读出磁头和磁传感器等方面具有广阔的应用前景。

由ABO₃型通过A位和B位的掺杂替代衍生出LaCaMnO系和LaSrMnO系。目前，该领域研究主要集中在La位、Ca位、Sr位和Mn位的掺杂替代，通过调整不同元素的摩尔比，优化制备工艺，从而改善材料的磁电阻特性。

现有的关于La位的掺杂替代方面，所加的外磁场一般在几个特斯拉的量级。目前的主要技术问题在于：1、磁场灵敏度较低，即产生磁电阻效应所需加外磁场较高，一般为几个特斯拉；2、磁电阻效应只发生在金属-绝缘体转变温度附近较窄温区范围内。

发明内容

本发明是要解决目前镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料在La位的掺杂替代的材料磁场灵敏度较低，即产生磁电阻效应所需加外磁场较高，一般为几个特斯拉以及磁电阻效应只发生在金属-绝缘体转变温度附近较窄温区范围内的技术问题，而提供一种掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的制备方法。

本发明的一种掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的制备方法按以下步骤进行：

一、称取原料：将La₂O₃在温度为300℃～400℃的条件下灼烧3h～4h，得到干燥的La₂O₃；按照化学式La_0.7-xA_xSr_0.3MnO₃中的金属元素的化学计量数之比分别称取MnO₂、SrCO₃、金属元素A的氧化物和干燥的La₂O₃；所述的金属元素A的氧化物为CeO₂、Y₂O₃或Er₂O₃；所述的化学式La_0.7-xA_xSr_0.3MnO₃中的x为0.1或0.2；

二、煅烧：将步骤一称取的MnO₂、SrCO₃、金属元素A的氧化物和干燥的La₂O₃混合后用玛瑙研钵研磨5min～10min，得到均匀的混合粉末，将均匀的混合粉末在温度为800℃～900℃的条件下预烧8h～10h，自然冷却至室温，用玛瑙研钵研磨5min～10min，以150℃/h的升温速度升温至1000℃～1200℃，在温度为1000℃～1200℃的条件下保温8h～10h，自然冷却至室温，用玛瑙研钵研磨5min～10min，以150℃/h的升温速度升温至1000℃～1200℃，在温度为1000℃～1200℃的条件下保温8h～10h，自然冷却至室温，用玛瑙研钵研磨5min～10min，以150℃/h的升温速度升温至1000℃，在温度为1000℃的条件下保温8h～10h，再以150℃/h的升温速度升温至1200℃，在温度为1200℃的条件下保温8h～10h，自然冷却至室温，压片成型，最后以150℃/h的升温速度升温至1320℃，在温度为1320℃的条件下保温20h～24h，得到掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料。

化学计量数之比即是物质的量之比。

本发明的有益效果：

一、本发明针对LaSrMnO系在La位掺杂了Y、Er或Ce，优化了固相反应法的制备工艺，改善了低场磁电阻效应，本发明的掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的磁场灵敏度较高，在磁场仅为0.25特斯拉时即可产生磁电阻效应，与现有的La位掺杂替代的LaSrMnO系相比磁场降低了一个数量级。

二、本发明的掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的磁电阻效应可以发生在金属-绝缘体转变温度较宽的温区范围内，可以达到77k～280k。

附图说明

图1为试验一制备的未掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的XRD图；

图2为试验二制备的掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的XRD图；

图3为试验三制备的掺杂稀土元素的镧锶锰氧系亚锰酸盐磁电阻材料的XRD图；