錳酸鍶鑭

錳酸鍶鑭或錳酸鑭鍶（英語：Lanthanum strontium manganite，縮寫LSM）又稱鍶摻雜錳酸鑭，摻鍶錳酸鑭或鑭鍶錳氧（縮寫LSMO），是一種鈣鈦礦型氧化物陶瓷材料，化學式La_1−xSr_xMnO₃，其中x代表鍶的摻雜水平。

La_0.7Sr_0.3MnO₃的原子級解析度的高角環形暗場像。右下角插圖表示對應的晶胞原子位置，藍色：La或Sr；紫色：Mn；紅色：O

結構

LSM為黑色固體，密度約為6.5 g/cm³，根據製備方法以及摻雜水平的不同，其密度也發生相應變化^[1]。

LSM作為一種鈣鈦礦材料（結構通式ABO₃），鑭（La）和鍶（Sr）原子占據A位點，錳（Mn）原子占據B位點。其可視作亞錳酸鑭（LaMnO₃）中部分La³⁺被Sr²⁺取代的結果。由於是二價的Sr²⁺取代了三價的La³⁺，因此會產生額外的空穴來平衡電荷，並產生電子電導。

根據Sr摻雜水平x的不同，LSM的晶胞結構在菱方、立方和六方結構間變化，這種變化可以根據鈣鈦礦的戈爾德施密特容差因子（英語：Goldschmidt tolerance factor）（Goldschmidt tolerance factor）理論解釋。其中Mn元素的氧化態可以利用X射線光電子能譜（XPS）檢測Mn 2p_3/2峰位置來測定^[2]。

性質與用途

LSM最初是作為一種電子導體來使用，其遷移數（英語：transference number）接近1。通常用作商業化的固體氧化物燃料電池（SOFCs）的陰極材料，在高溫下有很高的電子電導率，且和SOFC常用的電解質材料釔安定氧化鋯（YSZ）在熱膨脹係數上能良好匹配^[1]。

LSM的電子態相圖中有很多電子態，根據摻雜程度的不同呈現金屬-絕緣體轉變（英語：Metal–insulator transition）、順磁性以及鐵磁性^[3]，居里溫度約為350K^[4]。也有報道稱其存在格里菲斯相（Griffith phase）^[5][6]。LSM作為錳系鈣鈦礦，研究表明其具有龐磁阻效應^[7]。當x=0.5和0.7時，LSM為鐵磁有序結構^[2]，在x約0.3時為自旋半金屬^[8]。

因為其自旋半金屬性質，在自旋電子學領域有潛在運用。在居里溫度以上LSM會形成姜-泰勒極化子（Jahn-Teller polaron），並由此產生電子電導^[4]。

參見

• 固體氧化物燃料電池
• 隧道磁阻