La2Ni(1-x)Mn(1+x)O6 (x= -0.2; 0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0) bileşiklerinin yığın olarak hazırlanması, yapısal, elektrik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi /
Yazar: GİZEM ASLAN CANSEVER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERGÜN TAŞARKUYU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Antiferromanyetik sistemler = Antiferromagnetic systems ; Ferromanyetik sistemler = Ferromagnetic systems ; Katmanlı malzeme tanımlanması = Layered material characterization ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Öz direnç = Resistivity

Özet:
La2NiMnO6 double perovskit malzemelerin yarıiletken ve ferromanyetik özellikleri bir arada göstermeleri spintronik uygulamaları açısından bu malzemeleri önemli kılmaktadır. Bu çalışmada La2NiMnO6 bileşiğinde, Ni ve Mn konsantrasyonları sistematik olarak değiştirilerek La2Ni(1-x)Mn(1+x)O6 (x= -0.2, 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1) double perovskit malzemelerin yapısal, manyetik ve elektriksel özelliklerinin Ni-Mn oranı ile değişimi incelendi. Bileşikler, sol-jel yöntemi kullanılarak üretildi ve ardından silindir tipi fırında 1000 °C'de 24 saat ısıl işlem uygulanarak elde edildi. Üretilen malzemelerin yapısal özellikleri XRD yöntemi ile ve kompozisyonu da EDS yöntemi ile araştırıldı. Bileşiklerin sıcaklığa bağlı elektriksel özelliklerini belirlemek için 85-300 K sıcaklık aralığında çalışan düşük sıcaklık direnç ölçüm (R-T) sistemi kullanıldı. Manyetik özelliklerinin belirlenebilmesi için sıcaklığa ve manyetik alana bağlı mıknatıslanma ölçümleri yapıldı.
XRD verilerinin analizinden, La2Ni1.2Mn0.8O6 ve La2NiMnO6 bileşiklerinin monoklinik (P21/n) yapıda, diğer bileşiklerin ise ortorombik (Pbnm) yapıda oldukları tespit edildi. EDS verilerinin analizinden malzemelerin gerçek kompozisyonlarının hedeflenen kompozisyona çok yakın olduğu ve malzemelerin içerisinde herhangi bir safsızlık olmadığı teyit edildi. Bileşiklerin elektriksel özellikleri, 10-320 K sıcaklık aralığında düşük sıcaklık ölçüm sistemi kullanılarak incelenmiştir. Ölçümler sonucunda tüm bileşiklerin yarıiletken davranış sergilerdikleri gözlenmiştir. Bileşiklerin elektriksel özellikleri, Mott değişken aralıklı atlama modeli ve küçük polaron atlama modelleri kullanılarak iki farklı sıcaklık bölgesi için incelenmiştir. Bileşiklerin manyetik özellikleri 10-320 K sıcaklık aralığında alansız ve alanlı (5 mT) olmak üzere ölçülmüştür. Mn miktarının artmasına bağlı olarak paramanyetik-ferromanyetik faz geçiş sıcaklığının (Curie geçiş sıcaklığı) azaldığı bulunmuştur. Bu durum yapı içerisinde artan ferromanyetik davranışlara bağlanmıştır.

Abstract:
Simultaneously exhibiting both semiconductor and ferromagnetic behavior make La2NiMnO6 double perovskite compounds important class of materials in spintronics applications. In this study, systematically changing Ni and Mn concentrations in La2NiMnO6 compound, variation of structural, magnetic and electrical properties of La2Ni(1-x)Mn(1+x)O6 (x= -0.2, 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1) compounds with Ni and Mn concentration was investigated. The compounds were prepared by using sol-gel method and then heat treated in a cylindrical furnace at 1000 °C for 24 hours. The structural properties of the compounds were investigated by XRD method and the compositions of them were determined by EDS method. In order to determine temperature dependency of electrical properties of the compounds a low temperature resistivity system operating in 85-300 K temperature range was utilized. For determination of magnetic properties, temperature and field dependent magnetization measurements were performed.
From the analysis of XRD data it was observed that La2Ni1.2Mn0.8O6 and La2NiMnO6 compounds have monoclinic structure (P21/n), but the rest of the compounds exhibits orthorhombic (Pbnm) structure. The analysis of EDS data shows that the real compositions of the compounds are very close to the targeted compositions and no impurity is present in the compounds. Electrical properties of the compounds were investigated by using low-temperature measurement system which runs between 10-320 K temperature range. According to findings, it was observed that all compunds have semiconductor behaviour. Electrical properties of the compounds were investigated by using Mott variable range hopping and small polaron hopping models. Magnetic properties of the compounds were investigated with field (5 mT) and zero-field It was found that paramagnetic-ferromagnetic phase transition (Curie temperature) decreased with increasing quantity of Mn. This situation resulted in increasing ferromagnetic behaviour in the structure.