巨磁阻材料Sr_(1.9)Gd_(0.1)FeMoO_6光掺杂的正电子湮

巨磁阻材料Sr_(1.9)Gd_(0.1)FeMoO_6光掺杂的正电子湮
巨磁阻材料Sf9GdiFeMQ光掺杂的正电子湮没研究胡艳春1路庆风1,陈敬东2,张星1徐勇光1张芹3(1河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡4530072信阳师范学院物理与电子工程学院,河南信阳4640003山东交通大学数理学院,山东济南250300)40mn后分别做了正电子湮没。根据二态捕获模型,寿命谱有2个寿命成分组成:短寿命成分t和长寿命成分T短寿命成分t反映的是正电子在布洛赫态(自由态)中湮没的寿命,I是强度,表明该寿命成分所占的比例;长寿命成分T反映的是正电子在缺陷捕获态中湮没的寿命,T的大小可以给出缺陷的种类;2则表明材料中缺陷的浓度大小。由正电子寿命参数也可以利用中的湮没,而且还包括在小尺寸点缺陷(空洞,位错,微空洞等冲湮没的贡献,表明,未光照的样品有足够多的微缺陷(比如单空位,双空位,点缺陷及反位缺陷)捕获正电子,且这些缺陷是由样品sr9Gd0iFMo的制作工艺引入的。随着光掺杂的增加,大量的微缺陷复合成空位团,从而使捕获正电子的空位团大量增加,所以短寿命随着光照时间的增加而增加。随着光掺杂的继续增加(>20mn)电子一空穴对大量形成,使捕获正电子的空穴大量减少,捕获率下降,湮没率提高即T降低。

由于光辐照使点缺陷被激活,样品中的缺陷浓度1增加;当光照时间>20msn寸,持续的光照使电子一空穴对大量形成,即捕获正电子的空穴大量减少,从而使正电子在微缺陷处湮没的强度相对减少,所以丨降低。影响巨磁阻材料SrFMoq的Tc和磁性的反位缺陷也是正电子寿命谱的一个重要因素正如所认为的一样,在该实验中反位缺陷所占的比例与掺杂量有很大的关系。反位缺陷在光照下的变化情况也能为该实验结果提供一定的解释。光辐照使原子(比如F,eM)被激活从而剧烈振动,当<20ntn时剧烈地晶格振动使样品的反位浓度增强,所以T增加。  当>20msn寸,晶格振动开始趋向于SrFMO标准结构,所以反位缺陷所占的比例降低,于是T降低。对反位缺陷的研究已有不少报道,Blao和Feng认为在Sr(FexCr)M6中反位缺陷所占的比例随着x单调递减,而在Sr减小,当005CXQ45又随的增加而增加;Zhngm认为在(SfNa)2FM6化合物中反位缺陷所占的比例在x<005时随着增加而增加,当0加而降低,对于本实验的分析结果与有很好的一致性。  由可知,长寿命与短寿命随掺杂量的变化有相同的变化趋势,对于未光照的样品有足够多的大尺寸缺陷捕获正电子,由于光照时间的增加,强烈的晶格振动使大尺寸缺陷复合成尺寸相对更大的缺陷,所以长寿命T增加。由于大尺寸缺陷的复合使样品中大尺寸缺陷浓度降低,所以2降低。随着光掺杂量的增加,大量已相对变大的大尺寸缺陷尺寸又相对减小,这导致了T的急剧减小。大量已相对变小的大尺寸缺陷使正电子在大尺寸缺陷处湮没的强度变大,所以2升高。且I的变化情况也可由方程1+1=1得到。长寿命随掺杂量的变化情况也能从电子偶素的形成和变化得到解释。当光照时,由于光激发的作用,使体系中的正电子与照射后的电子之间的相互作用存在一个相互竞争的过程:形成浅度俘获或自由散射相互作用。在一个无序的环境下,形成PSS区域是被局域化的,随着光照时间的增加,被激发形成ps的自由体积随着温度的增加而减小,正负电子形成湮没的局域化面积变小,导致形成电子偶素的局域化电子数目变少,因而长寿命T增加,随着光照的进行(当>20mn)那些形成浅度捕获的电子被激发,布洛赫电子浓度增加,形成电子偶素的数目增加,所以长寿命T降低。

T与T的变化趋势决定着的变化趋势,总体上看,平均寿命在20mn明显变小,说明持续的光掺杂使样品缺陷的平均尺寸相对减小,可能由微空洞、多空穴向双空穴或单空穴转变,使电子结构趋于有序化。光激发使电子一空穴对大量形成,所以平均电子浓度随掺杂量的增加有所升高。由以上分析可以看出,正电子寿命参数对光掺杂量十分敏感。光掺杂方法是一种不需要繁杂地改变材料的化学组分和晶体结构就可以改变材料载流子浓度的方法,在研究物质的内部结构和缺陷特征方面具有特有的作用。

3结论采用传统高温固相烧结反应法成功制备了双钙钛矿型化合物Sr.9G.1FMG6通过光掺杂和正电子湮没研究。

结果表明:正电子寿命参数对光掺杂量十分敏感,T、T随光照时间具有相同的变化趋势;在光照时间>20mn时,平均电子浓度随光照时间有明显的变化;持续的光掺杂使样品缺陷的平均尺寸相对减小,可能由微空洞、多空穴向双空穴或单空穴转变,使电子结构趋于有序化。

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