Magnetotransportna istraživanja manganita La1-xCaxMnO3 (x > 0.5)

Oksidi mangana R1−xAxMnO3 (gdje R označava element rijetke zemlje, A alkalijske elemente) predstavljaju jedinstveno područje za istraživanje utjecaja elektronskih korelacija u materijalima koje se odnose na naboj, spin, orbitalne stupnjeve slobode i stupnjeve slobode rešetke budući da su prisutne interakcije usporedive jakosti što ima za posljedicu vrlo bogati fazni dijagram. Naša istraživanja odnose se na seriju filmova manganita La1-xCaxMnO3 različitih koncentracija (x = 0.52, x = 0.58 i x = 0.75). Dok je početni spoj LaMnO3 izolator (s osnovnim antiferomagnetskim stanjem) i sadrži Mn3+ kation, dopiranje dvovalentnim Ca2+ kationom uzrokuje pojavu Mn4+ kationa te time i stanje „mješanih valencija“ Mn3+/Mn4+, a kao posljedicu veliku promjenu u fizikalnim svojstvima. Jedno od najpoznatijih svojstava manganovih oksida je kolosalni magnetootpor (CMR) koji se pojavljuje u La1-xCaxMnO3 za x ≈ 0.3 (veliko smanjenje otpornosti u vanjskom magnetskom polju u blizini Curieve temperature). Kako su do sada istraživanja uglavnom bila ograničena na koncentracije x < 0.5, a o prirodi samog spoja i pogotovo CMR još uvijek postoji čitav niz nepoznanica fokusirali smo se na koncentracije x > 0.5 gdje fazni dijagram karakterizira paramagnetsko stanje na visokim temperaturama, te sa snižavanjem temperature fazni prijelazi u stanje uređenja naboja (CO) i antiferomagnetsko stanje (AF). Mjerenja otpornosti, ovisnosti magnetootpornosti o temperaturi, jačini i smjeru vanjskog magnetskog polja te Hallovog efekta provedena su u širokom području temperatura 30 K < T < 300 K i u magnetskim poljima do 5 tesla. Prikazati ćemo i diskutirati rezultate mjerenja pomoću kojih smo odredili temperaturu faznog prijelaza u CO stanje za sve x, promjene u otpornosti u ovisnosti o x, promjene doprinosa CMR u ovisnosti o x, vrstu nosioca naboja na visokim temperaturama te promjenu predznaka Hallovog koeficijenta ispod TCO.