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高スピン偏極・軌道整列酸化物結晶の合成と電子物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 13740226
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関上智大学

研究代表者

桑原 英樹  上智大学, 理工学部, 助教授 (90306986)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード軌道整列 / ペロブスカイト / リラクサー / 複素誘電率 / 緩和時間 / ゼーベック効果 / 置換効果 / 電力指数 / ゼーベック係数 / 熱電能 / ポンプ・プローブ法 / 光学測定 / 元素置換 / 反射率測定 / フェムト秒レーザー
研究概要

高スピン偏極・軌道整列酸化物結晶の典型例であるペロブスカイト型Mn酸化物において、電荷・軌道整列相転移を示す絶縁体は低温で電気抵抗が大きく直流電気抵抗率は測定することができない反面、その誘電特性の磁場および周波数依存性に興味が持たれている。また最近、Nd_<1-x>Ca_xMnO_3においてBサイト不純物を導入した時にみられる強磁性金属と反強磁性電荷・軌道整列絶縁体の相分離が、強誘電体リラクサーと類似の磁気リラクサーと見なすことが出来ることから注目されている。そこで本研究では、相分離における反強磁性絶縁体相中の強磁性金属クラスターの振る舞いを知ることを目的に電荷・軌道整列Mn酸化物における交流複素誘電率測定を行った。その結果、得られた比誘電率の周波数依存性はDebyeモデルでよく説明でき、得られた緩和時間τの温度依存性がVariable range hopping(VRH)によく一致することを見いだした。またVRHの直線の傾きから求めた特性温度T_0は誤差の範囲内でBサイト置換量によらずほぼ同じことが分かった。
さらに昨年度に引き続きMn酸化物のゼーベック効果(熱電効果)の測定を行った。これは応用に向けて高い熱電変換効率の材料を開発する目的で、強相関酸化物が持つ軌道やスピンの自由度が高い熱電能を得るために有利に働くことを期待したものである。その結果、Aタイプ反強磁性金属とCタイプ反強磁性絶縁体の2相共存状態であるNd_<1-x>Sr_xMnO_3 x=0.63結晶において、比較的大きな電力指数(〜10^<-4>W/K^2m)が得られた。この値は酸化物で大きな電力指数を示すと言われているCo酸化物と変わらない値である。さらに比較検討するために、パイロクロア型Mo酸化物についてもゼーベック効果測定を進めた。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] M.Fiebig, et al.: "Nonlinear magneto-optical properties of Pr_<1-x>Ca_xMnO_3 and Nd_<1-x>Sr_xMnO_3"Journal of Applied Physics. 91. 7505-7507 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuroe, et al.: "Low-Frequency Excitations in the Charge-Ordered Phase of (Nd_<0.5>Sr_<0.5>)MnO_3"Physica. B316-317. 575-578 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asaka, et al.: "Ferromagnetic Domain Structures and Nanoclusters in Nd_<1/2>Sr_<1/2>MnO_3"Physical Review Letters. 89. 207203-1-207203-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuwahara, et al.: "Phase Diagram and Magneto-Transport Properties in Nd_<1-x>Sr_xMnO_3 Crystals"Physica. B(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuroe, et al.: "Optical study in the charge-ordered phase of (Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3"Physica. B(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuwahara, et al.: "Anomalous Hall effect and magnetoresistance in Nd_<1-x>Sr_xMnO_3 single crystals"Journal of Applied Physics. 93(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T. Hayashi et al.: "Field-induced orbital order-disorder transition in an A-type antiferromagnetic manganite : High-field study of Nd0.45Sr0.55MnO3"Physical Review. B65. 024408-1-5 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M. Fiebig et al.: "Nonlinear magneto-optical properties of colossal magnetoresistive manganites"Physical Review Letters. 86. 6002-6005 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Hayashi et al.: "Field-induced orbital order transition of Nd0.45Sr0.55MnO3 observed in high-field magnetization and resistivity"Physica. B294-295. 115-118 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] R. Kajimoto et al.: "Orbital-ordering-induced anomalous softening of the ferromagnetic spin waves in perovskite manganites"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 226-230. 892-894 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kuwahara et al.: "Resistive Anomaly Relevant to Nd Moments in the Antiferromagnetic Phase of the Bandwidth-Controlled Manganites"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 658(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kuroe et al.: "Low-Frequency Excitations in the Charge-Ordered Phase of (Nd0.5Sr0.5)MnO3"Physica. B(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 桑原英樹: "「第6章 電子集団の七変化-コロサル磁気抵抗」 ナノテクノロジーの最前線「アトムテクノロジーへの挑戦2」 〜電子スピンを見る操る〜"日経BP社. 31 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2020-05-15  

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