钙钛矿锰氧化物及其在传感器上的应用研究

作     者：韩森 

作者单位：福建师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈水源

授予年度：2017年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

主      题：掺杂锰氧化物 庞磁电阻效应 温度&磁场传感器 采集系统 

摘      要：钙钛矿锰氧化物是一类具有庞磁电阻、磁热效应等多种物理特性的功能材料。近些年通过对该类材料的不断研究,人们对其庞磁电阻效应产生机理有了新的认识,也使得对材料的居里温度调控和磁电阻效应的应用研究有了一定的进展。但是,许多具有优良物理特性的钙钛矿锰氧化物其居里温度均偏离室温。因此,如何获得在室温下具有优异特性的锰氧化物体系是一项基础工作。本论文在这一方面开展相关研究,获得了具有室温下优良特性的La2/3(Ca0.6Ba0.4)1/3MnO3(LCBMO)材料。在室温附近,测试结果表明LCBMO材料的磁电阻随温度和外界磁场强度变化为线性,说明该材料有可能成为温度和磁场的感应材料。基于此,我们以这一材料体系为基础,设计和制作了温度&磁场薄膜传感器及其数据采集系统。主要工作有:1.采用溶胶凝胶法制备了 LCBMO块体,用脉冲激光沉积法在石英衬底上沉积得到LCBMO/石英薄膜材料。用XRD、台阶仪、振动样品磁强计(VSM)测试块体和薄膜的结构和磁、电性质。实验结果表明,LCBMO薄膜结构的最佳退火温度为800℃,该材料居里温度在室温附近,且在室温附近其磁电阻对温度和磁场强度为线性响应。2.基于LCBMO材料的磁电特性设计并制作了温度&磁场薄膜传感器及其数据采集系统。设计制作了小电压放大电路,用数据采集卡采集电压信号。设计了基于LabVIEW的数据采集软件,包括参数设置、数据采集、数字滤波、参数存储和调取、数据计算和显示等功能。3.利用所设计的温度&磁场薄膜传感器、电压放大电路、数据采集系统,验证了材料性能以及传感器系统方案的可行性。