LaSrMnO3(LSMO)这种材料是干什么用的？有什么性质

楼主好！首先呢，楼主LSMO的化学式是 La0.7Sr0.3MnO3 ，更精确地说应该是 La0.67Sr0.33MnO3 ，不要以为这没什么要紧，因为，如果按LaSrMnO3来看，就无法反映它ABO3型的结构特征了。这么说吧，LSMO其实是LaMnO3中掺杂了SrO的结果，但总体来说，它还是钙钛矿结构。钙钛矿结构有许多性质，楼主可以百度一下，在这就不多说啦。呃……接下来说说它的性质吧——LSMO有良好的高温导电性能，因而被广泛用作高温导电材料，同时由于它在高温氧化条件下，相结构、化学性能和形状稳定，被广泛用作固体氧化物燃料电池的阴极材料。更重要的是，他在居里温度附近有巨磁电阻效应！还可以作为电磁波吸收剂………………太多啦，楼主有兴趣的话，百度一下好了，我比较懒，不想打了……不过我想如果作为一般性了解，这些就够了吧？楼主要是有疑问的话，再说吧！

实际上有两个半金属。Semimetal和Half-metal在字面上都可以翻为“半金属”。Half-不用说了，是实打实的“半”的意思，那么semi呢？

Semicircle是半圆的意思，牛津高级学习字典给出的解释是：one half of a circle，物理里面还有semiconductor，即半导体，也是翻译为“半”。

我们发现不但Semimetal和Half-metal需要区分，甚至Semiconductor也需要和它们区分。所幸的是这些概念都可以在能带论的框架下予以定义。

既然这三个词对应三个不同概念，我们从翻译的角度，也最好给出三个不同的译名，比较常见的是把Semimetal翻译为准金属，而把Half-metal翻译为半金属，这个选择没必要太较真，能区分出来就好。

考虑具有三维周期性结构的固体，由于对称性，我们选择在波矢空间描述固体所处的量子态，我们发现本来单个原子是分立的能级，随着固体里面有好多个原子周期性地排列起来，这些分立的能级会展宽成为密集的能级，由于太密了，我们一般用能带的概念予以描述。

同时都是变化一个小的能量dE，对应量子态的数目dN可能是不一样的，所以我们还需要引入态密度（DoS）的概念，即每单位能量差别有多少个量子态。粗略地说，态密度越大电导率就越大，或电阻率越小。

根据泡利不相容原理，电子会在能带中填充，由低向高填充，最终填充到的能量叫费米能。由于热扰动的能量kT远小于费米能，实际上只有费米能附近的电子才会参与输运过程，其他电子由于太靠里了，除非给一个很大的能量，否则不会被激发出来。

左侧是能带，右侧是态密度，虚线F表示的是费米能。

固体物理中一般是用能带，费米能以及态密度来描述电子运动状态的，我们可以通过第一性原理（Ab initio），密度泛函理论（DFT）来计算它们。

如果费米能正好处于两个能带之间，就是绝缘体，但如果费米能上面的能带（导带底）和费米能下面的能带（价带顶）差别不大，就是半导体，如果它们恰好接上了，就是准金属（Semimetal）。

考虑到电子是有自旋的，对铁磁或亚铁磁材料而言，不同自旋电子的能带会错开（不同取向的磁矩在磁场中的能量不同），如果费米面恰好落在一种自旋电子的能带里面（态密度不为0），而落在另外一种自旋电子上下两个能带中间（态密度为0），换句话说对一种自旋取向的电子来说，材料是金属，而对另一种自旋取向的电子来说，材料又是绝缘体了，在这个意义下，这种材料被称为半金属是有道理的。

并不是所有的铁磁或亚铁磁材料都是半金属，常见的半金属有氧化物，硫化物和霍伊斯勒合金（Heusler alloys）。

值得一提的是如果用铁磁性半金属材料制成磁隧道结（Magnetic tunnel junction）的话，可实现100%的自旋极化。

半金属电极用LSMO制成，中间是一层超薄的STO绝缘体（LSMO 35nm/STO 2.78nm/LSMO 10nm），如果LSMO的极化方向相反，几乎没有电流通过，如果极化方向相同，会有99.6%的极化电流产生。

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