xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

Μετρήσεις Ειδικής Θερμότητας σε Μονοκρυστάλλους La 1-x Ca x MnO 3
Πανόπουλος Νικόλαος * , Παπαβασιλείου Γεώργιος, Πίσσας Mιχάλης
Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», Αγ. Παρασκευή Αττικής 15310
*panon@ims.demokritos.gr
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Οι μετρήσεις ειδικής θερμότητας παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που σχετίζονται με το ενεργειακό φάσμα των
διεγερμένων καταστάσεων καθώς και την ύπαρξη μαγνητικών και δομικών αλλαγών φάσης. Η ύπαρξη μαγνητικών ή
δομικών μεταβάσεων φάσης αποκαλύπτεται στις μετρήσεις ειδικής θερμότητας με τη μορφή ασυνεχειών ή κορυφών,
ανάλογα με την τάξη της μετάβασης. Σ’ αυτή την εργασία θα παρουσιαστούν μετρήσεις ειδικής θερμότητας από 2 Κ μέχρι
300 Κ σε μονοκρυστάλλους La 1-x Ca x MnO 3 με ονομαστική στοιχειομετρία x=0.2, 0.25, 0.3. O χαρακτηρισμός των δειγμάτων
έγινε με τη βοήθεια μαγνητικών μετρήσεων, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM) και ανάλυσης EDAX. Οι
μαγνητικές μετρήσεις αποκάλυψαν ότι όλα τα δείγματα εμφάνισαν σιδηρομαγνητική συμπεριφορά. Οι μετρήσεις ειδικής
θερμότητας εμφάνισαν χαρακτηριστικές κορυφές στις θερμοκρασίες Curie των μαγνητικών μετρήσεων, γεγονός που
υποδηλώνει ότι έχουμε να κάνουμε με σιδηρομαγνητικές μεταβάσεις φάσης. Η μεταβολή της εντροπίας ΔS λόγω της
σιδηρομαγνητικής τάξης εκτιμήθηκε με αφαίρεση . από τη συνολική ειδική θερμότητα της ειδικής θερμότητας των
ταλαντώσεων του πλέγματος.
Οι μετρήσεις ειδικής θερμότητας υπό σταθερή πίεση (c p ) έγιναν με το σύστημα μέτρησης φυσικών ιδιοτήτων PPMS
model 6000 της εταιρίας Quantum design, ενώ η χημική ανάλυση με τη βοήθεια SEM. Τα αποτελέσματα της χημικής
ανάλυσης παρουσιάζονται στον πίνακα 1. Στο σχήμα 1 φαίνεται η μορφολογία της επιφάνειας του κρυστάλλου x=0.3.
Ions Wt. % Calc. %
La 64.24 65.00
Ca 7.02 8.04
Mn 28.75 36.73
Πίνακας 1. Χημική ανάλυση του μονοκρυστάλλου
La 0.7 Ca 0.3 MnO 3 . Η τελευταία στήλη περιέχει τιμές
υπολογισμένες με βάση το μοριακό τύπο.
Σχήμα 1. Mικρογραφία SEM του μονοκρυστάλλου
La 0.7 Ca 0.3 MnO 3 . Διακρίνεται η επιφανειακή μορφολογία.
Σχήμα 2. Ειδική θερμότητα σε μηδενικό μαγνητικό πεδίο
των μονοκρυστάλλων La 1-x Ca x MnO 3 (για x=0.3, 0.25,
και 0.2).
Στο σχήμα 2 φαίνονται οι μετρήσεις ειδικής θερμότητας C p σε μηδενικό μαγνητικό πεδίο των κρυστάλλων La 1-x Ca x MnO 3
για x=0.3, 0.25, 0.2. Η μεταβολή της C p με τη θερμοκρασία για 2