錳酸鍶鑭
錳酸鍶鑭或錳酸鑭鍶（英語：Lanthanum strontium manganite，縮寫LSM）又稱鍶摻雜錳酸鑭，摻鍶錳酸鑭或鑭鍶錳氧（縮寫LSMO），是一種鈣鈦礦型氧化物陶瓷材料，化學式La1−xSrxMnO3，其中x代表鍶的摻雜水平。
結構
LSM為黑色固體，密度約為6.5 g/cm3，根據製備方法以及摻雜水平的不同，其密度也發生相應變化[1]。
LSM作為一種鈣鈦礦材料（結構通式ABO3），鑭（La）和鍶（Sr）原子占據A位點，錳（Mn）原子占據B位點。其可視作亞錳酸鑭（LaMnO3）中部分La3+被Sr2+取代的結果。由於是二價的Sr2+取代了三價的La3+，因此會產生額外的空穴來平衡電荷，並產生電子電導。
根據Sr摻雜水平x的不同，LSM的晶胞結構在菱方、立方和六方結構間變化，這種變化可以根據鈣鈦礦的戈爾德施密特容差因子（Goldschmidt tolerance factor）理論解釋。其中Mn元素的氧化態可以利用X射線光電子能譜（XPS）檢測Mn 2p3/2峰位置來測定[2]。
性質與用途
LSM最初是作為一種電子導體來使用，其遷移數接近1。通常用作商業化的固體氧化物燃料電池（SOFCs）的陰極材料，在高溫下有很高的電子電導率，且和SOFC常用的電解質材料釔穩定氧化鋯（YSZ）在熱膨脹係數上能良好匹配[1]。
LSM的電子態相圖中有很多電子態，根據摻雜程度的不同呈現金屬-絕緣體轉變、順磁性以及鐵磁性[3]，居里溫度約為350K[4]。也有報道稱其存在格里菲斯相（Griffith phase）[5][6]。LSM作為錳系鈣鈦礦，研究表明其具有龐磁阻效應[7]。當x=0.5和0.7時，LSM為鐵磁有序結構[2]，在x約0.3時為自旋半金屬[8]。
因為其自旋半金屬性質，在自旋電子學領域有潛在運用。在居里溫度以上LSM會形成姜-泰勒極化子（Jahn-Teller polaron），並由此產生電子電導[4]。
參見
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 Armstrong TJ, Virkar AV. Performance of Solid Oxide Fuel Cells with LSGM-LSM Composite Cathodes. Journal of the Electrochemical Society. 2002, 149 (12): A1565. Bibcode:2002JElS..149A1565A. doi:10.1149/1.1517282.
- ^ 2.0 2.1 J. Ortiz, L. Gracia, F. Cancino, U. Pal; et al. Particle dispersion and lattice distortion induced magnetic behavior of La1−xSrxMnO3 perovskite nanoparticles grown by salt-assisted solid-state synthesis. Materials Chemistry and Physics. 2020, 246: 122834. S2CID 213205110. doi:10.1016/j.matchemphys.2020.122834.
- ^ Urushibara A, Moritomo Y, Arima T, Asamitsu A, Kido G, Tokura Y. Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in La1−xSrxMnO3. Physical Review B. 1995, 51 (20): 14103–14109. Bibcode:1995PhRvB..5114103U. PMID 9978336. doi:10.1103/PhysRevB.51.14103.
- ^ 4.0 4.1 Berkeley Lab View – April 29, 2005. lbl.gov. [17 May 2015]. （原始內容存檔於11 September 2015）.
- ^ Deisenhofer J, Braak D, Krug von Nidda HA, Hemberger J, Eremina RM, Ivanshin VA, et al. Observation of a Griffiths Phase in Paramagnetic La1−xSrxMnO3. Physical Review Letters. 2005, 95 (25): 257202. Bibcode:2005PhRvL..95y7202D. PMID 16384501. S2CID 34041326. arXiv:cond-mat/0501443
. doi:10.1103/PhysRevLett.95.257202.
- ^ Dagotto E. Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance. The Physics of Manganites and Related Compounds. Springer. 2003. ISBN 978-3540432456.
- ^ Ramirez AP. Colossal magnetoresistance. J. Phys.: Condens. Matter. 1997, 9 (39): 8171–8199. Bibcode:1997JPCM....9.8171R. S2CID 250804797. doi:10.1088/0953-8984/9/39/005.
- ^ Park JH, et al. Direct evidence for a half-metallic ferromagnet. Nature. 1998, 392 (6678): 794–796. Bibcode:1998Natur.392..794P. S2CID 1233128. doi:10.1038/33883.
| 這是一篇與材料科學相關的小作品。您可以透過編輯或修訂擴充其內容。 |