Croissance, caractérisation structurale et propriétés de magnétorésistance de manganites Ln3Mn207 substitués

par Mircea Odin Apostu

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Alexandre Revcolevschi et de Ana Onu.


  • Résumé

    La découverte du phénomène de magnétorésistance colossale (CMR) dans les manganites de lanthane substitués a conduit à étudier de nouveaux oxydes de manganèse à valence mixte, en particulier des manganites à double couche (La,Sr)3Mn2O7 qui correspondent au terme n=2 de la famille "Ruddlesden-Popper. Une série de monocristaux de formule (La(1-z)Pr(z))1. 2Sr1. 8Mn2O7, présentant un taux de porteurs de charge x=0. 4, a été préparée par substitution du lanthane par le praséodyme. Les cristaux ont été élaborés par la technique de fusion de zone associée au four à image. L'influence du caractère bidimensionnel marqué de la structure cristalline sur les propriétés magnétiques et de transport électrique a été mise en évidence par les mesures réalisées sur des échantillons orientés selon les axes [100] et [001]. Le diagramme de phases magnétiques des monocristaux substitués a été établi pour les deux orientations étudiées: H//(ab) et H//c. Le comportement du composé correspondant à z=0. 6 est remarquable. Sous champ nul, on observe une absence d'ordre ferromagnétique et la suppression totale de la transition isolant-métal. L'étude magnétique et les mesures de résistivité sur ce composé ont mis en évidence une CMR d'un million suivante l'axe c et aussi le caractère de premier ordre de cette transition. A partir des mesures électriques un diagramme de phases a été établi. Les résultats de mesures magnétiques sous champ fort, de dilatométrie, de magnétostriction et de chaleur spécifique sont également présentés. Le principal paramètre qui influence les propriétés de ces cristaux est le taux de praséodyme, z. Quand z augmente on constate une contraction du paramètre cristallin a associée à une variance plus élevé du rayon moyen du site A. Les résultats ont été interprétés, principalement, à partir de l'effet du Pr sur l'occupation de l'orbitale e-g. Français (1000 caractères maxi)


  • Résumé

    The discovery of the colossal magnetoresistance (CMR) of substituted manganites led to the study of new manganese oxides with mixed valencies. The compounds investigated here are double-layered manganites (La,Sr)3Mn2O7, which are the n=2 member of the "Ruddlesden-Popper" family. A series of single crystals (La(1-z)Pr(z))1. 2Sr1. 8Mn2O7, with hole concentration x=0. 4, was prepared by substituting praseodymium for lanthanum. The crystals were grown by the floating-zone technique associated to an image furnace. . The influence of the 2D character of the crystalline structure on the magnetic and transport properties was emphasized by measuring samples oriented parallel to the [100] and [001] crystallographic axes. From those magnetic measurements we obtained the magnetic phase diagrams of the substituted single crystals for two distinct orientations : H//(ab) and H//c. The behaviour of the z=0. 6 compound is noteworthy. In zero magnetic field this composition exhibit a lack of ferromagnetic order and a total suppression of the insulator to metal transition. The magnetic study and the transport measurements on this compound gives us an important result: a CMR of 1 million along the c axis and a magnetic and transport transition with the characteristics of a first order transition. For this compound a phase diagram was established from transport measurements. The results of high field magnetic measurements together with those of thermal expansion, magnetostriction and specific heat capacity measurements are also reported. The main parameter affecting the properties of those crystals is the Pr content, z. When z is increased we observe a contraction of the a parameter of the crystalline structure an a greater disorder on the average radius of the A site. To understand the results as a whole we have used, mainly, the influence of the Pr content on the occupancy of the e-g electronic levels.

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Informations

  • Détails : 129 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)78
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