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
[編輯]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）原子佔據A位點，錳（Mn）原子佔據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
[編輯]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
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 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.
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- ^ Dagotto E. Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance. The Physics of Manganites and Related Compounds. Springer. 2003. ISBN 978-3540432456.
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- ^ 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.
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