Manganit tabanlı perovskit yapıdaki bileşiklerin ince film ve yığın malzeme olarak üretilmesi, yapısal, elektriksel ve manyetik özelliklerinin araştırılması
Preparation and investigation of the structural, electrical and magnetic properties of perovskite manganite, thin films and bulk materials
Yazar: YUSUF SAMANCIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ATİLLA COŞKUN ; PROF. DR. MEHMET ACET
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Perovskit manganit yapılar yüksek manyetokalorik etki (MKE) ve devesa manyetodirenç (CMR) etkilerigöstermeleri nedeniyle son yıllarda oldukça yaygın olarak çalışılan malzemelerdir. ABO3 formundaki perovskit manganit bileşikleri, ideal durumda iken antiferromanyetik ve yalıtkan özellik göstermektedir. A-bölgesine yapılan +1 veya +2 değerlikli element katkısı ile perovskit yapı ferromanyetik ve iletken özellik kazanmaktadır. Perovskit yapılarda elektriksel ve manyetik özelliklerin katkılamalar ile değiştirilebilir olması, yığın ve ince film olarak kolayca üretilebilir olmasının yanında gösterdikleri yüksek MKE veCMR etkileri nedeniyle perovskit yapıların etkin olarak kullanımı üzerine son yıllarda yoğun çalışmalar yapılmaktadır.
Bu tez çalışmasında, ideal durumda yalıtkan ve antiferromanyetik LaMnO3 bileşiğinde La eksilterek yerine %33 oranında Ba katkılanmıştır. Ba katkılanan La0.67Ba0.33MnO3 bileşiği iki farklı yöntem kullanılarak üretilmiştir. Yığın bileşik sol-jel metodu kullanılarak, ince film örnek lazer ablasyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. 
1000 oC'de 24 saat ısıl işlem gören La0.67Ba0.33MnO3 yığın bileşiği SEM, EDS, XRD ve HRTEM analizlerinden yapısal özellikleri belirlenmiştir. SEM incelemelerinde yığın örneğin üzerinde oluşmuş tek kristal nano-çubuk yapılara raslanmıştır. Tek kristal nano-çubuklar FIB-SEM ile örnek yüzeyinden alınarak yapılan EDS ve HRTEM analizlerinden katmanlı yapıya sahip BaMnO3+δ olduğu tespit edilmiştir.
Yığın bileşiğin, ince film ve tek kristal nano-çubukların manyetik özelliklerinin belirlenmesi için mıknatıslanma ölçümleri yapılmıştır. Curie geçiş sıcaklıkları (TC) sırası ile yığın bileşik için 341 K, ince film için 323 K ve tek kristal nano-çubuk için 319 K olarak bulunmuştur. Yığın bileşiğin 1 T alan altındaki manyetik entropi değişimi (ΔSM) -0.87 J/kgK olarak taspit edilmiştir.
Metal-yalıtkan geçiş sıcaklıklarının (TMI) ve elektriksel iletim mekanizmalarının anlaşılabilmesi için direnç ölçümleri yapılmıştır. Yığın bileşiğin TMI değeri 283 K olarak bulunmuştur ve %MR değişimin belirlene bilmesi içn 0-5 T aralığında direnç ölçümleri yapılmıştır. Metal-yalıkan geçiş sıcaklığı civarlarında %27.7'lik bir MR değişimi gözlenmiştir.

Abstract:
Perovkite manganite structures are widely studied materials in recent years because of their high magnetocaloric effect (MCE) and colossal magnetoresistance effect (CMR). While it is an ideal structure, ABO3 perovskite manganite compounds show antiferromagnetic and insulating property. Although perovskite structure becomes ferromagnetic and conductive with the subsititution of lanthanum by monovalent (+1) or divalent (+2) valance element in A-site. Electrical and magnetic properties of perovskite structures can be replaced by subsititution. So, they can be produced easily as a thin film and bulk sample. Also, they have high impact of MCE and CMR. Because of this properties of perovskite structures effective studies are undertaken in recent years.
In this study, in LaMnO3, is insulator and antiferromagnetic compound in this ideal case, lanthanum subsititution by barium in La0.67Ba0.33MnO3, produced by two different method. Bulk sample prepared by sol-gel method and then thin film sample using the method of laser ablation. 
La0.67Ba0.33MnO3, bulk component sintered at 1000 oC for 24 h in air. To investigate morphological and crystallographic properties of bulk sample SEM, EDS, XRD and HRTEM techniques are used. The SEM examinations show that single crystal nanorod structures encountered on the bulk sample. Single crystal nanorods are taken from the surface of the sample by FIB-SEM techniques and found with EDS and HRTEM analysis show that BaMnO3+δ has layered structure. 
The magnetic properties explored bulk sample, thin film and single crystal by magnetic property measurement system (MPMS). Curie temperature (Tc), respectively, for the bulk sample was 341 K, thin film was 323 K, and single crystal nanorod was 319 K. For the bulk sample, magnetic entropy change (∆SM) determined as -0.87 J/kgK under 1 T. In order to understand metal-insulator transition temperature (TMI) and electrical conductivity mechanisms were made conductivity measurement. TMI value was found 283 Kof bulk sample and made temperature dependence of resistivity measurements at range of 0-5 T for detected MR% (magnetoresistance) change. We observed 27.7% MR change at around the TMI temperature.