2012 Fiscal Year Research-status Report
三角格子フラストレート磁性金属と非磁性金属の異常伝導性
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24740240
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
高津 浩 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (60585602)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 三角格子 / 単結晶育成 / 巨大磁気抵抗 / 幾何学的フラストレート磁性 / PdCoO2 |
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| Research Abstract |
①非磁性金属の巨大磁気抵抗効果：
PdCoO2の超純良な単結晶(RRR=120)を使い、導電面(ab面)内に磁場をかけた時のc軸方向の電気抵抗をT =2 - 200 K, μ0H = 0 - 14 Tの範囲で詳細に調べた。その結果、H//[1-10]に対して2 K, 14 Tにおける磁気抵抗率Δρ/ρ0の増強は35,000%にも達する（200 Kでも14 Tで150%にも達する）ことを見出した。また各温度におけるΔρ/ρ0の磁場依存性はKohler則に従って単一の振る舞いにスケールできることがわかった。すなわち、フェルミ面上の電子の緩和時間が磁場・温度によらず単一のもので表されることを見出した。磁気抵抗を半古典的なボルツマン方程式から数値的に解析したところ、この物質の巨大磁気抵抗には低次元性を反映したフェルミ面形状と、非常に長い緩和時間を持った伝導電子が重要な役割を担っていることがわかった。これらの結果、非磁性系のPdCoO2の伝導電子系が本来持つ重要な性質が新たに浮き彫りとなった。
②単結晶育成：
NaClを用いたFlux法によりPdRhO2の単結晶育成を試みたが、フラックスの量、徐冷時間によらず単結晶ができないことがわかった。今後いくつか異なるフラックスで育成を試みる必要がある。PtCoO2は自己フラックス法により0.1mm程度の結晶が育成できることがわかった。徐冷時間など育成条件の最適化を行い測定に耐えうる大型の結晶を作ることが今後の課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画していたPdRhO2やPtCoO2の単結晶育成ができず、それらの単結晶を用いた磁気抵抗の磁場・角度依存性を調べことができなかったため。一方で、これまでに単結晶育成ができていたPdCoO2の巨大磁気抵抗の研究は、実験および数値的な解析により研究が大きく進展し、その起源には、高い電気伝導性と低次元性が関係していることがわかり、論文としてまとめることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
①単結晶育成：
まず、PtCoO2は徐冷時間を調整して大型の単結晶を得ることを目指す。次にPdRhO2はKFやKCO3、Bi2O3などいくつかのフラックスを用いて単結晶育成を試み、育成条件を見つけることを目指す。測定に耐えうる単結晶ができ次第、磁気抵抗の磁場・角度依存性を調べ、PdCoO2との比較もあわせて非磁性金属で実現する巨大磁気抵抗の一般性とその起源を明確にする。
②二次元三角格子磁性系PdCrO2の研究：
単結晶を用いて磁化率・ホール効果の角度依存性を調べる。また必要に応じて磁場中の中性子散乱実験を行い、カイラル磁性に基づくスピンの影響が導電性にどのように影響を及ぼすのかを吟味する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
まず、単結晶育成のために目的物質の原料費およびフラックスに用いる原料費に充てる。また育成容器としてPt坩堝や石英管などの消耗品の購入、そして電気炉の整備費として使用する。次に、成果報告や中性子散乱実験、高磁場・低温測定のための旅費として使用する。最後に、得られた結果を論文として投稿した時の投稿料として使用する。
H24年度の残金は、予定していた消耗品購入が比較的安価に購入できたためである。これはH25年度の原料費などにあてる予定である。
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