1.5 本书研究的内容
从晶体学的角度上讲，ABO3型稀土复合氧化物对A位与B位阳离子半径和价态具有相当大的容忍性，为材料掺杂改性和新体系的设计合成提供了便利，被认为是制备氧化物功能材料的“万能母体”之一。从物理学的角度上讲，ABO3型稀土复合氧化物具有异常丰富的磁电性质，部分体系显示出优异的物理效应，如巨磁阻效应和多铁性等。这些突出的优点使ABO3型稀土复合氧化物成为当前功能材料和凝聚态物理等领域的研究热点和前沿。
目前，ABO3型锰铁基稀土复合氧化物因其磁阻效应和多铁性而受到越来越多的关注。其中，受关注度较高的有正交稀土锰酸盐R1-xAxMnO3（R为稀土元素，A为碱土金属元素、碱金属元素等），正交稀土铁氧体（即稀土正铁氧体）RFeO3（R为稀土元素），六方稀土锰酸盐RMnO3（R为稀土元素）等。目前，关于上述几类材料的研究，大多是建立在高温合成的基础之上的，比如固相烧结法、溶胶凝胶法等。正交稀土锰酸盐R1-xAxMnO3和正交稀土铁氧体RFeO3属亚稳相，高温方法难以合成。即使在特殊条件下可以部分合成，也难以避免非正交杂相共存。受材料合成的限制，关于正交稀土锰酸盐R1-xAxMnO3和正交稀土铁氧体RFeO3的研究还有待深入，一些体系的结构相图和磁相图还尚未建立，具有较大的研究空间。水热合成为制备亚稳相晶体材料开辟了一条新的途径，能够合成许多高温下难以合成或者需要特殊条件才能合成的亚稳相。另外，水热合成还具有合成温度低，产物结晶度高、形貌规整、粒度分布窄、表面缺陷少、晶体取向好等诸多优点。众所周知，不同合成方法常会导致产物在形貌、尺寸、结晶度、缺陷、表面状态等方面产生差异，而使其在物理性质上表现出一定的不同。
在近几年多铁性材料蓬勃兴起和磁阻材料快速发展的背景下，本书选取与之相关的典型材料体系——ABO3型锰铁基稀土复合氧化物作为研究对象和论述内容，具体分为正交Y1-xCaxMnO3、正交RFeO3（R为稀土元素）、正交RMn0.5Fe0.5O3（R为Tb、Dy、Ho）和六方RMn1-xFexO3（R为Er、Tm、Yb、Lu）四个子体系。采用水热技术合成结晶状态良好、形貌规整的单相晶体产物，对其晶格结构、化学组成、元素价态、微观形貌与磁电性质进行表征与研究，探讨相关机理。这将对低温条件下晶体材料特别是亚稳相的合成，对ABO3型锰铁基稀土复合氧化物基本性质的研究，对巨磁阻和多铁性磁电功能材料的应用研究等具有一定推动作用；具有较大的基础研究意义。
基于以上，本书研究的内容如下。
①以共线E型反铁磁序、电荷有序型正交锰氧化物多铁性/磁阻材料为研究背景，采用水热技术合成系列钙掺杂的正交锰酸钇（Y1-xCaxMnO3）单相晶体产物；研究合成条件对产物生成的影响，分析产物生成机制；表征产物的晶体结构、化学组成与微观形貌；表征产物的磁性质、磁电阻性质与电荷输运性质；分析讨论相关机理。
②以第二类多铁性材料RFeO3（R为Pr～Lu）丰富的磁有序为研究背景，采用水热技术合成正交结构稀土正铁氧体RFeO3（R为Pr～Lu）单相晶体产物；研究合成条件对产物生成的影响，分析产物生成机制，总结出最佳合成条件；表征产物的晶体结构与微观形貌；表征产物的磁相变，包括Fe3+的反铁磁转变、自旋重取向转变、磁化强度反转及R3+的磁有序转变等；比较水热合成产物在自旋重取向等磁性质上的变化；分析讨论相关机理。
③采用水热技术合成B位锰、铁双掺杂的正交结构复合氧化物RMn0.5Fe0.5O3（R为Tb、Dy、Ho）单相晶体产物；研究合成条件对产物生成的影响；表征产物的晶体结构、微观形貌、化学组成与元素价态；表征产物的自旋重取向等磁行为；分析讨论相关机理。
④采用水热技术合成B位Fe掺杂的几何阻挫型六方稀土锰氧化物h-RMn1-x FexO3（R为Er、Tm、Yb、Lu）；研究合成条件对产物生成的影响；表征产物的晶体结构、微观形貌与化学组成；表征产物的磁行为，分析Fe掺杂等因素对晶格结构和反铁磁转变温度的影响。