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バンド幅を制御したMnペロブスカイト酸化物の中性子及びX線散乱研究

Research Project

Project/Area Number 09740258
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

廣田 和馬  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90272012)

Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 1998: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords巨大磁気抵抗 / Mnペロブスカイト酸化物 / バンド幅の制御 / 中性子散乱
Research Abstract

Mnペロブスカイト酸化物ではMn-O_6の層状ネットワークの間にLa_2O_2層を挟み込むことで次元性を制御し、異方的な電子バンドを作り上げることが可能である。本研究ではLa_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7という所謂double-layerのMn酸化物単結晶の結晶構造、磁気構造、およびスピンダイナミクスを系統的に研究した。
1. 多結晶試料の育成:ガス雰囲気炉で多結晶試料を育成し、X線粉末回折装置によって単相になっていることを確認した。粉末さらにはロッド状に整形した後、FZ炉で一度溶融させた。
2. 単結晶試料の育成:FZ法により単結晶試料を育成した。育成条件を最適化することにより、中性子非弾性散乱実験に十分対応できる6mmφ×80mm程度の大型単結晶の育成が可能となった。
3. 単結晶中性子回折:x=0.40,0.45,0.48の単結晶をもちいて磁気構造を決定した。従来考えられていた単純な平面的な強磁性ではなく、面内でキャントしキャント角がホールドープとともに0から180度まで変化し、キャント磁性出現温度より上でA型反強磁性的相関が存在することを発見した。
3. 粉末中性子回折:x=0.30-0.50、T=10-300Kで粉末中性子回折を行い、磁気-結晶構造相図を完成させ、Mn-O_6の歪みとして現れる3de_g軌道自由度が磁性を支配していることを示した。
4. 中性子非弾性散乱:x=0.40の純良大型単結晶を用いてスピン波の分散曲線を測定し、double-layer内の面内と面間の交換相互作用がMn-Oのボンド長などはほぼ同じにもかかわらず、5倍程度大きさが異なることがわかった。これも3de_g軌道ではx^2-y^2状態が支配的であることを示唆している。

Report

(2 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] K.Hirota,Y.Moritomo,H.Fujioka,M.Kubota,H.Yoshizawa,Y.Endoh: "Newtron Diffraction Studies on the Magnetic Ordering Process in the Layered Mn Peraskitc La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_<>O_7 (x=0.40,0.45 and 0.48)" J.Phys.Soc.Japan. 67. 3380-3383 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] M.Kubota,H.Fujioka,K.Ohyama,K.Hirota,Y.Moritomo,H.Yoshizawa,Y.Endoh: "Neutron Scatterir Stdies on Magnetic Structure of the Double-Layered Manganite La_<2-2x>Sr_<1+2x> Mn_2O_2 (0.30【less than or equal】x【less than or equal】0.50)" J.Phys.Chem.Solids. (to be published). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] H.Fujioka,M.Kubota,K.Hirota,H.Yoshizawa,Y.Moritomo,Y.Endoh: "Spin Dynamical Properties of the Layced Perovskite La_<1.5>Sr_<1.2>Mn_2O_7" J.Phys.Chem.Solids. (to be published). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] K.Hirota, A.Nishizawa, Y.Endoh: "Magnetic excitations of band-width-controlled Mn perovskite" Journal of magnetism and magnetic materials. (to be published). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] N.Furukawa and K.Hirota: "Scaling relation of spin wave lifetime in double-exchange systems" Physica B. (to be published). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] T.Akimoto, Y.Haruyama, Y.Moritomo, A.Nakamura, K.Hirota, K.Ohyama, M.Ohashi: "Antiferromagnetic metallic state in doped manganites" Physical Review B. (to be published). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report

URL: 

Published: 1997-04-01   Modified: 2020-05-15  

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