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Ni系酸化物の高濃度キャリア領域の物性と磁気抵抗

研究課題

研究課題/領域番号 12046237
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関名古屋大学

研究代表者

生田 博志  名古屋大学, 理工科学研究センター, 助教授 (30231129)

研究分担者 琵琶 哲志  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50314034)
竹内 恒博  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00293655)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2000年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードNi系酸化物 / RE_<2-x>Sr_xNiO_4 / 単結晶 / 磁気抵抗効果 / 磁性 / 電子構造 / cf相互作用 / 磁気抵抗
研究概要

従来からLa_<2-x>Sr_xNiO_4には多数の研究があるが、単結晶育成はx<0.6でしか報告されていない。これに対し、我々はREサイトを置換したRESrNiO_4(RE=Pr,Nd,Sm,Eu)単結晶の作製に成功した。さらに、NdSrNiO_4では2K,9Tで約85%もの負の磁気抵抗効果を観測したのに対し、RE=Nd以外の磁気抵抗効果は同じ条件で1%程度しかない。そこで、本年度はキャリア量を変化させて物性の全体像を把握することと、Nd系で観測された大きな負の磁気抵抗効果の発現機構を探るためにRE_<2-x>Sr_xNiO_4(RE=Pr,Nd,Sm)単結晶を作製し、輸送現象、磁性、結晶構造、電子構造などを調べた。
Nd_<2-x>Sr_xNiO_4の抵抗率は、x=0.5を境に高ドープ領域では面内、c軸方向共に急激に小さくなった。また、0<0.5では抵抗率の異方性が小さいが、これはLa系に比べて面内抵抗が大きいためである。さらに、x=0.33の抵抗率の温度依存性はRE=Pr, Ndは電荷整列相の存在を示唆しているが、Sm系ではそのような振る舞いは観測されなかった。これはキャリアの動き易さを反映していると考えられる。一方、RE=Ndの磁化率は低温でピークを持ち、この温度以下で抵抗率が特に急激に増大したが、他のRE元素の系ではこのような振る舞いはみられなかった。Nd系ではSrの広い範囲で大きな磁気抵抗効果を観測した。さらに、Nd系の分光測定の結果からNd, Ni, Oが混成軌道を形成していることが示唆された。
これらの実験結果から、Nd4f電子と伝導電子の間のcf相互作用が、RE=Ndに特有な急激な抵抗率の上昇や磁気抵抗効果、磁化率の振る舞いに関わっていると考えられる。また、Pr系ではむしろ近藤効果と競合するRKKY相互作用が働いていることが考えられる。

報告書

(2件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] Sugiyama 他: "Transport Properties and Mangetoresistance of (RE, Sr)_2NiO_4(RE=Pr, Nd, Sm and Eu)"J. Phys. Chem. Solids. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakada 他: "Effect of Zn Substitution on the One-Dimensional Metallic Behavior PrBa_2Cu_4O_8"Physica C. 357-360. 186-189 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takauchi 他: "Topology of the Fermi surface and Band Structure near the Fermi level in the Pb-doped Bi_2Sr_2CuO_<6+δ> superconductor"J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 114-116. 629-634 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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