研究目的
利用磁圆二色性和电阻测量研究锶掺杂锰氧化物薄膜的电子结构特征，重点考察锶含量、薄膜厚度及镧系元素类型对磁光和输运性质的影响。
研究成果
研究表明，锰酸锶掺杂薄膜中MCD光谱与电导类型存在关联。半导体薄膜（高锶含量）的MCD谱带呈现显著的温度依赖性，而绝缘薄膜则表现出与磁化强度一致的均匀行为。对于相同电导类型，镧系元素种类不影响MCD谱形，但锶含量会因空穴密度变化导致光谱位移。研究确定了MCD谱带对应的特定电子跃迁（如Mn离子的d-d跃迁和带间跃迁），为理解电子态提供了依据。这些发现深化了对锰酸盐特性的认识，支持功能材料开发，并建议未来开展单晶材料和扩展温度范围的研究。
研究不足
该研究仅限于YSZ衬底上的多晶薄膜，这可能引入单晶中不存在的应变和边界效应。磁场限制导致部分MCD测量未能完全饱和，LSMO薄膜需采用斜入射方式。温度范围高于100 K，未涵盖低温行为。1.1-4.2 eV的光谱范围可能遗漏更高能级跃迁，且相关解释依赖于该范围外文献数据的对比。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直流磁控溅射法制备了不同厚度的La0.7Sr0.3MnO3、Pr0.8Sr0.2MnO3和Pr0.6Sr0.4MnO3多晶薄膜。通过磁圆二色性（MCD）技术探测1.1-4.2 eV能范围内的电子结构，并采用四探针法测量电阻率。
2：7Sr3MnOPr8Sr2MnO3和Pr6Sr4MnO3多晶薄膜。通过磁圆二色性（MCD）技术探测1-2 eV能范围内的电子结构，并采用四探针法测量电阻率。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：薄膜生长于YSZ衬底上，厚度通过沉积时间控制并通过X射线荧光分析验证。样品根据锶含量（0.2、0.3、0.4）及厚度变化进行筛选。
3：4）及厚度变化进行筛选。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括直流磁控溅射系统、用于XRD的布鲁克D8 ADVANCE衍射仪、用于电阻率测量的Keithley 2400源表，以及配备熔融石英棱镜调制器的定制MCD装置。材料包含用于靶材制备的La2O3、Pr2O3、SrO、MnO2粉末及YSZ衬底。
4：Pr2OSrO、MnO2粉末及YSZ衬底。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：薄膜在750°C的Ar/O2气氛中溅射而成。通过XRD进行结构分析。电阻率测量范围为70-300 K，磁场强度最高达3.5 kOe。MCD光谱通过光调制获取，根据样品特性采用斜入射或正入射方式，在100-300 K温度范围及最高3.5 kOe磁场下采集。
5：5 kOe。MCD光谱通过光调制获取，根据样品特性采用斜入射或正入射方式，在100-300 K温度范围及最高5 kOe磁场下采集。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：MCD光谱通过拟合参数（振幅、位置、宽度）分解为高斯线型。分析了MCD强度与电阻率的温度依赖性，并与既往研究的磁化数据进行对比。采用TOPAS 4.2软件的Rietveld方法对结构参数进行精修。
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Bruker D8 ADVANCE diffractometer
D8 ADVANCE
Bruker
Used for X-ray diffraction (XRD) to examine crystal structure and phase purity of the samples.
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Keithley 2400 Source Meter
2400
Keithley
Used for electrical resistivity measurements in a DC mode with a four-point probe technique.
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TOPAS software
4.2
Used for Rietveld refinement of XRD data to analyze crystal structure.
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DC magnetron sputtering system
Used for film deposition with facing-target scheme to prepare manganite films.
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MCD modulator
Made of fused silica prism with piezoelectric ceramic element for modulating light polarization in MCD measurements.
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