Tớnh chất sắt từ mạnh, chuyển pha kim loại - điện mụi và hiệu ứng từ trở khổng lồ gần TC tuy rằng được quan sỏt thấy trong cỏc manganite cú nồng độ pha tạp khoảng 30 nhưng khụng phải luụn luụn như vậy. Do hiện tượng mộo mạng JT nờn cỏc tớnh chất này cũn phụ thuộc mạnh vào kớch thước trung bỡnh của cỏc ion ở vị trớ A (<rA>).
Giản đồ pha nhiệt độ - bỏn kớnh ion trung bỡnh tại vị trớ A của cỏc manganite được xõy dựng bởi Hwang và cộng sự 92 cho thấy sự thay đổi <rA> đó ảnh hưởng trực tiếp lờn nhiệt độ TC, điện trở và từ trở của vật liệu (H. 1.17). TC đạt cực đại tại <rA> = 1,23 Å. Khi giảm <rA>, TC giảm, sự khỏc biệt về điện trở của pha thuận từ và sắt từ tăng lờn. Xuất hiện giỏ trị tới hạn <rA> = 1,19 Å, khi <rA> bộ hơn giỏ trị này cỏc manganite chuyển từ trạng thỏi sắt từ kim loại sang trạng thỏi thuỷ tinh spin điện mụi. Cỏc bỏn kớnh ion ở vị trớ A bộ sẽ làm giảm gúc tương tỏc và do đú sẽ làm giảm tương tỏc DE, đến một giỏ trị nào đú mạng polaron từ bao gồm đỏm mõy cỏc điện tử định xứ sắt từ sẽ bị phỏ vỡ, độ dẫn sẽ giảm và vật liệu trở thành cỏc thuỷ tinh spin. Gúc liờn kết
thường cỡ 1600
trong cỏc manganite. Việc thay đổi gúc liờn kết sẽ làm biến đổi mạnh tớnh chất từ và dẫn điện của vật liệu do độ rộng dải dẫn và năng lượng truyền trao
đổi kộp tỷ lệ với cos . Do vậy, sự thay đổi của sẽ làm yếu hoặc mạnh lờn cường độ tương tỏc trao đổi kộp. Giả sử cỏc tinh thể manganite cú cấu trỳc xếp chặt, do bỏn kớnh của ion O2- lớn hơn nhiều bỏn kớnh của cỏc ion Mn nờn gúc liờn kết Mn - O - Mn thường lệch khỏi 1800. Nếu <rA> càng nhỏ, gúc liờn kết sẽ càng bộ và do đú dẫn đến sự giảm nhiệt độ chuyển pha TC. Sự khụng phự hợp giữa cỏc bỏn kớnh ion A và B trong vật liệu perovskite cú thể gõy nờn sự mộo của mạng tinh thể. Mức độ mộo mạng này được đỏnh giỏ thụng qua thừa số dung hạn . Trong trường hợp lý tưởng thỡ = 1, khi đú gúc liờn kết B-O-B bằng 180o. Với gúc liờn kết là 180o thỡ sự xen phủ của cỏc quỹ đạo điện tử d của ion B với quỹ đạo điện tử p của oxy là lớn nhất và do vậy tương tỏc trao đổi giỏn tiếp là mạnh nhất. Trờn thực tế trong hầu hết cỏc hợp chất perovskite 1 và gúc liờn kết B-O-B là nhỏ hơn 180o, việc thay thế cỏc nguyờn tố cú bỏn kớnh ion phự hợp vào vị trớ A, B sẽ cú tỏc dụng điều chỉnh thừa số dung hạn và gúc liờn kết B-O-B theo hướng mong muốn.
Hỡnh 1.17: Giản đồ pha T - <rA> của cỏc manganite Ln0.7A'0.3MnO3 được xõy dựng
bởi Hwang và cộng sự 92. PMI: điện mụi thuận từ; FMI: điện mụi sắt từ ; FMM: kim loại sắt từ.
Cụ thể như trong trường hợp của hợp chất La0,7Ca0,3MnO3 [26], thừa số dung
thế một lượng tương đương một nguyờn tố húa trị 3 cho La hoặc một nguyờn tố húa trị 2 cho Ca để tạo thành hợp chất (La,A)0,7(Ca,A’)0,3MnO3 sẽ khụng làm thay đổi tỷ lệ giữa cỏc ion Mn3+ và Mn4+. Mà như ta đó biết rằng tỷ lệ Mn3+:Mn4+ là yếu tố cốt lừi quyết định tớnh chất từ cũng như nhiệt độ chuyển pha TC của cỏc hợp chất perovskite chứa Mn. Tuy nhiờn, ở đõy sự thay thế La bởi một nguyờn tố cú húa trị 3, hoặc thay thế Ca bởi một nguyờn tố cú húa trị 2 đó làm thay đổi mạnh mẽ tớnh chất từ cũng như nhiệt độ chuyển pha TC của vật liệu (hỡnh 1.17). Sự thay thế hoàn toàn Ca (cú bỏn kớnh ion Ca2+ là 0,99 Å) bởi một nguyờn tố cú bỏn kớnh ion lớn hơn như Sr (Sr2+ cú bỏn kớnh 1,12 Å) hoặc Ba (Ba2+ cú bỏn kớnh 1,34 Å) đó làm tăng thừa số dung hạn và kốm theo đú là sự tăng mạnh của nhiệt độ TC. Thậm chớ việc thay thế hoàn toàn La (cú bỏn kớnh ion La3+ là 1,016 Å) bởi Pr (cú bỏn kớnh ion Pr3+ là 1,013 Å) cú bỏn kớnh ion tương ứng nhỏ hơn đó làm giảm thừa số xuống cũn 0,907, kết quả là tương tỏc trao đổi trong vật liệu giảm mạnh (nhiệt độ TC giảm xuống chỉ cũn 100 K) và vật liệu chuyển từ tớnh sắt từ - kim loại sang sắt từ - điện mụi. Sự thay đổi mạnh mẽ tớnh chất từ, cũng như nhiệt độ TC của hệ vật liệu này là một minh chứng rừ ràng về vai trũ quan trọng của mối tương quan giữa bỏn kớnh ion của cỏc nguyờn tố A và B đối với tớnh chất của vật liệu perovskite. F. Damay và cỏc đồng nghiệp [27] đó chỉ ra một xu hướng tương tự khi thay thế vào vị trớ A’ của một số hợp chất perovskite A1-xA’xBO3 một nguyờn tố cú cựng húa trị với A’, nhưng bỏn kớnh ion tương ứng lớn hơn bỏn kớnh ion A’. Sự thay thế này giữ nguyờn tỷ số ion B3+:B4+, nhưng lại làm tăng tỷ số CMR của vật liệu. Cỏc tỏc giả gọi hiệu ứng này là hiệu ứng tương quan bỏn kớnh ion và nguyờn tố thay thế làm tăng tỷ số CMR được gọi là chất thay thế khụn.
Hiệu ứng từ trở đang cú những ứng dụng hết sức to lớn trong cuộc sống của chỳng ta. Trong việc lưu trữ và xử lý thụng tin, cỏc vật liệu cú hiệu ứng từ trở lớn được sử dụng trong cỏc đầu đọc từ để biến đổi tớn hiệu từ thành tớn hiệu điện, giỳp cho quỏ trỡnh xử lý thụng tin được nhanh chúng và chớnh xỏc hơn. Cỏc phần tử van spin làm việc tại một từ trường xỏc định trước được sử dụng làm linh kiện điều khiển trạng thỏi của bộ trigơ là cơ sở của nhiều ứng dụng kỹ thuật số. Tuy nhiờn trong cỏc vật liệu
manganite mặc dự hiệu ứng từ trở thể hiện rất rừ ràng nhưng lại thường xảy ra tại vựng từ trường lớn và nhiệt độ thấp (thường là nhỏ hơn nhiệt độ phũng). Đõy là một trong những hạn chế của vật liệu, để cú ứng dụng rộng rói chỳng ta phải tỡm ra những vật liệu cú hiệu ứng CMR xảy ra trong từ trường nhỏ tại vựng nhiệt độ phũng với độ ổn định cao.