| 研究課題/領域番号 |
06453078
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
田口 秀樹 岡山大学, 理学部, 助教授 (20188139)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1995年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1994年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
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| キーワード | ペロブスカイト型構造 / 金属-絶縁体転移 / リ-トベルト解析 / マンガナイト / 電気的性質 / 結晶構造 / バンド構造 / 半導体 |
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| 研究概要 |
ペロブスカイト型構造をとるCaMnO_3中のCaの一部をLa、 Nd、 Gdなどの希土類元素(Ln)で置換した(Ln_<1-X>Ca_X) MnO_3において、Mnイオンは3価および4価の混合原子価をとる。(Ln_<1-X>Ca_X) MnO_3は低温でホッピング伝導を示す半導体(あるいは絶縁体)、高温で金属伝導体となり、温度変化に伴って金属-絶縁体転移を起こす。金属-絶縁体転移温度付近での熱分析の測定から結晶相の転移は認められなかった。磁気測定により、Mn^<3+>イオンの電子配置は金属-絶縁体転移温度付近で変化し、金属-絶縁体転移温度はMn-O間の距離、Mn^<3+>イオン量に依存することがわかってきた。(Ln_<1-X>Ca_X) MnO_3における金属-絶縁体転機構をより詳しく解明し、電気的性質を制御する条件を明らかにするため、金属-絶縁体転移温度付近でのMn^<3+>イオンの電子状態の変化に伴う結晶構造の微細な変化を調べるため、低温で粉末X線回析を行ない、リ-トベルト法により(Lu_<1-X>Ca_X) MnO_3の構造解析を行なった。Mn-O間の距離、M-O-Mn間の角度と電気伝導度との間に密接な関係があることがわかった。4価イオンの働きを調べるため、Mn^<4+>イオンの一部をTi^<4+>イオンで置換した(La_<0.1>Ca_<0.9>) (Mn_<1-x>Ti_x) O_3およびNd (Cr_<1-x>Mn_x) O_3の結晶構造と電気的性質との関係についても調べた。次に、Cr^<3+>およびMn^<3+>イオンはそれぞれMn^<4+>、 Mn^<3+>イオンと同じ3d電子数を持つことから、ペロブスカイト型構造をとるNd (Cr_<1-x>Mn_x) O_3の結晶構造および電気的性質との関係も調べた。以上の結果より、これらのペロブスカイト型酸化物の電気的性質は、Mn-O間の距離およびMn-O-Mn間の角度から決まってくるMnイオンのdε軌道と酸素イオンのp_π軌道との重なり方(π結合)に強く依存することがわかった。
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