Magnetoresistance of LSMO/(Cu2O, Ag) composites

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Electrical, structural and magnetoresistive properties of ceramic composites with different mass ratios of components were synthesized and studied: ( Cu 2 O + CuO ) x /( La 0,7 Sr 0,3 MnO 3)1- x ( x = 0,17; 0,22; 0,33; 0,43; 0,48; 0,53; 0,58; 0,63; 0,68; 0,72; 0,77; 0,82; 0,86; 0,91; 0,99), and Agy /( La 0,7 Sr 0,3 MnO 3)1- y ( y = 0; 0,02; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; 0,25; 0,50). The composites with copper oxides were synthesized using an original technology for sample preparation using dispersed copper and a pre-prepared ferromagnetic oxide with the perovskite structure La 0,7 Sr 0,3 MnO 3. Pressed mixtures with a copper content of less than 45% by weight were annealed at a temperature of 1050°C. At higher copper contents, annealing was performed at 1000°C. The compositions with silver nanoparticles were prepared by reduction from silver nitrate. The composites were synthesized using an original technology for sample preparation using dispersed copper and La 0,7 Sr 0,3 MnO 3 manganite with annealing at 1000-1050°C. It was shown that the synthesized composites with a mass ratio of components ( Cu 2 O + CuO )0,43/( La 0,7 Sr 0,3 MnO 3)0,57 exhibit the highest magnetoresistance values of about 7% in a constant magnetic field of 14 kOe at room temperature. The maximum magnetoresistance correlates with a special region of change in the dependence of electrical resistance on the component ratio in these compositions. In the Ag 0,08/( LSMO )0,92 composition, the magnetoresistance values reach 5,5%.

About the authors

Andrey A. Utoplov

Southern Federal University

1st year master's student, Department of Physics

Natalia V. Prutsakova

Don State Technical University

Email: shpilevay@mail.ru
Ph. D., Docent, Physics Department

Angela G. Rudskaya

Southern Federal University

Ph. D., Professor, Nanotechnology Department

Alexander V. Nazarenko

Federal Research Centre Southern Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences

Ph. D., Senior Researcher

Mark V. Belokobylsky

Southern Federal University

Laboratory Assistant, Department of General Physics

Yuri V. Kabirov

Southern Federal University

Dr. Sc., Professor, Department of General Physics

References

  1. Baibich, M.N. Giant magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr magnetic superlattice / M.N. Baibich, J.M. Broto, A. Fert et al. // Physical Review Letters. - 1988. - V. 61. - I. 21. - P. 2472-2475. doi: 10.1103/PhysRevLett.61.2472.
  2. Binasch, G. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchange / G. Binasch, P. Grünberg, F. Saurenbach et al. // Physical Review B. - 1989. - V. 39. - № 7. - P. 4828-4830. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.39.4828.
  3. Гриднев, С.А. Нелинейные явления в нано- и микрогетерогенных системах / С.А. Гриднев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, О.В. Стогней. - М.: Бином, 2012. - 352 с.
  4. Slonczewski, J.C. Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by a tunneling barrier /j.C. Slonczewski // Physical Review B. - 1989. - V. 39. - I. 10. - P. 6995-7002. doi: 10.1103/PhysRevB.39.6995.
  5. Волков, Н.В. Магнитные туннельные структуры на основе манганитов / Н.В. Волков // Успехи физических наук. - 2012. - Т. 182. - № 3. - С. 263-285. doi: 10.3367/UFNr.0182.201203b.0263.
  6. Gupta, S. Enhanced room-temperature magnetoresistance in La0.7Sr0.3MnO3-glass composites / S. Gupta, R. Ranjit, C. Mitra et al. // Applied Physics Letters. - 2001. - V. 78. - I. 3. - P. 362-364. doi: 10.1063/1.1342044.
  7. Artale, C. Electric and magnetic properties of PMMA/manganite composites / C. Artale, S. Fermepin, M. Forti et al. // Physica B: Condensed Matter. - 2009. - V. 404. - I. 18. - P. 2760-2762. doi: 10.1016/j.physb.2009.06.081.
  8. Bowen, M. Nearly total spin polarization in La2/3Sr1/3MnO3 from tunneling experiments / M. Bowen, M. Bibes, A. Barthelemy et al. // Applied Physics Letters. - 2003. - V. 82. - I. 2. - P. 233-235. doi: 10.1063/1.1534619.
  9. Urushibara, A. Insulator-metal transition and giant magnetoresistance in La1-xSrxMnO3 / A. Urushibara, Y. Moritomo, T. Arima et al. // Physical Review B. - 1995. - V. 51. - I. 20. - P. 14103-14109. doi: 10.1103/PhysRevB.51.14103.
  10. Zulkarnain, Z. Regulating the electron transport mechanism and increasing magnetoresistance: the role of CuO filler in La0.7Sr0.2Ca0.1MnO3 grain boundary / Z. Zulkarnain, A. Imaduddin, D.R. Munazat et al. // Research Square. - 2023. - 22 p. doi: 10.21203/rs.3.rs-2745660/v1.
  11. Zhou, Yu. Effects of copper doping on the structure, electrical and low-field magnetoresistance properties of (1-x)La0.67Sr0.33MnO3/xCu (x=0-0.15) composite coatings / Y. Zhou, X. Zhu, S. Li // Ceramics International. - 2017. - V. 43. - I. 13. - P. 10026-10031. doi: 10.1016/j.ceramint.2017.05.017.
  12. Сидоров, А.И. Формирование нано- и микроструктурированных слоев серебра при термическом разложении пленки поливинилового спирта с азотнокислым серебром / А.И. Сидоров, П.А. Безруков, А.В. Нащекин, Н.В. Никаноров // Журнал технической физики. - 2022. - Т. 92. - Вып. 9. - С. 1377-1381. doi: 10.21883/JTF.2022.09.52929.91-22.
  13. Кабиров, Ю.В. Электрические свойства магниторезистивных композитов на основе манганитов / Ю.В. Кабиров, В.Г. Гавриляченко, А.С. Богатин и др. // Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4 (51). - 9 c.
  14. Гинье, А. Рентгенография кристаллов. Теория и практика. / А. Гинье; пер. с франц. Е.Н. Беловой, С.С. Квитки, В.П. Тарасовой; под ред. Н.В. Белова. - M.: Физматгиз, 1961. - 604 с.
  15. Cantoni, M. Band alignment at interface: A combined experimental-theoretical determination / M. Cantoni, D. Petti, R. Bertacco et al. // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 97. - I. 3. - P. 032115-1-032115-3. DOI: doi: 10.1063/1.3467206.
  16. Pallecchi, I. Cu2O as a nonmagnetic semiconductor for spin transport in crystalline oxide electronics / I. Pallecchi, L. Pellegrino, N. Banerjee et al. // Physical Review B. - 2010. - V. 81. - I. 16. - P. 165311-1-165311-10.doi: 10.1103/PhysRevB.81.165311.
  17. Chen, C. Magnetic properties of undoped Cu2O ne powders with magnetic impurities and/or cation vacancies / Ch. Chen, L. He, L. Lai. et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2009. - V. 21. - № 14. - Art. № 145601. - 8 p. doi: 10.1088/0953-8984/21/14/145601.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».