Колоссальные магнито- и барорезистивные эффекты в нанопорошковых прессовках, мезо- и наноструктурных керамике и пленке La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃₊₋δ

Abstract

Получены и исследованы рентгеноструктурным, резистивным и магнитным методами измельченные порошки и прессовки, сформованные высоким гидростатическим давлением (ВГД), керамические и тонкопленочные образцы La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃₊₋δ. Установлено, что свойства нанопорошков, измельченных различной продолжительностью (τ = 0–16 h) в шаровой мельнице с халцедоновыми шарами, и прессовок связаны с изменением удельной поверхности порошков (в 5.5 раза) и намолом SiO2 (до 20 mass%). Повышение ВГД до 1.6 GPa приводит к увеличению плотности прессовок на 20% и уменьшению на порядок удельного сопротивления, повышению магниторезистивного эффекта (МРЭ) на 22% и барорезистивного (БРЭ) на 90%. Эти эффекты, обнаруженные на прессовках, обусловлены туннелированием на межчастичных контактах. Наблюдаемые на керамике два вида МРЭ имеют мезоструктурную межкристаллитную природу при пониженных температурах и наноструктурную кластеризованную – вблизи фазовых переходов металл−полупроводник (Tms) и ферро−парамагнетик (TC). Для наноструктурных тонких пленок характерен только один МРЭ вблизи Tms и TC.

Fine powders and pressings produced by high hydrostatic pressure (HHP), ceramic and thin-film La₀.₆Sr₀.₃Mn₁.₁O₃₊₋δ samples have been prepared and investigated by the X-ray structural, resistive and magnetic methods. It has been established that properties of nanopowders grinded in a ball mill with chalcedony balls during the time τ from 0 to16 h and properties of pressings are related to changes in specific surface of powders (by a factor of 5.5) and to milling of SiO2 (20 mass%). HHP increase to 1.6 GPa results in a 20% increase of pressing density, an order of magnitude decrease in resistivity, a 22% increase of magnetoresistance (MR), a 90% increase of baroresistive (BR) effect. The MR and BR effects revealed in pressings are due to the tunneling at interparticle contacts. Two types of MR effect observed in ceramics are of mesostructural intercrystallite nature at lower temperatures and nanostructural clasterized one – near metal–semiconductor Tms and ferro−paramagnet TC phase transitions. Nanostructural thin films are typical of a single magnetoresistive effect near Tms and TC.