| 研究課題/領域番号 |
08640449
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
浅井 吉蔵 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00109795)
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| 研究分担者 |
近 桂一郎 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40063656)
小林 義彦 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (60293122)
鈴木 勝 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20196869)
山田 修義 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (40017405)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | スピン転移 / 中間状態スピン / 磁気体積効果 / 電子輸送現象 / 元素置換効果 / 強相関電子系 / LaCoO_3 / ペロブスカイト |
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| 研究概要 |
モット転移近傍物質の1つであるLaCoO_3では、500K近傍の電気伝導の異常の他、100K付近と500K付近の2つの温度領域でそれぞれスピン転移の存在が示唆されてきたがその統一的描像が不明であった。本研究ではLaCoO_3のスピン転移を、磁性のみではなく、伝導、格子の側面から明らかにすることを目的とし、中性子散乱、高圧下での磁化、超音波、電子輸送現象、NMR、光電子分光、μSRの実験を行ない、以下の結果を得た。
1.LaCoO_3における2段階のスピン転移
格子膨張、弾性定数と音波吸収、磁化の圧力依存性がらCoイオンが100K近傍で低スピン(LS;S=0)から中間スピン(IS;S=1)へ、500K近傍でISからISと高スピン(HS;S=2)の混合状態へ転移するというLaCoO_3における2段階のスピン転移を明らかにした。各スピン状態の格子体積依存性を定量的に明らかにすると共に、500Kスピン転移における電子の非局在化の役割の重要性を指摘した。なお、2段階のスピン転移はRECoO_3(RE=希土類元素)一般に見られるものではなく、LaCoO_3に特有の現象であることも明らかにした。
2.La_<1-x>Sr_xCoO_3及びLaCoO_3Ni_xO_3(x<0.1)の磁性と電子輸送現象
両系とも元素置換の効果として、Coイオンは最低温まで磁性状態(IS)のままであり、スピングラス転移を起こすことが判明した。熱電能の測定結果から、両系とも電荷が正のpolaronが主に伝導を担うと考えられるが、ホール係数はLa_<1-x>Sr_xCoO_3では正、LaCo_<1-x>Ni_xO_3では負であるという結果が得られた。なお置換した系でも500Kでのスピン転移は残り、この結果はLaCoO_3における2段階のスピン転移モデルと矛盾しない。
3.光電子分光、NMR、μSRによるLaCoO_3の研究
共鳴光電子分光スペクトルの温度変化、低温域での^<59>Co核の緩和rateが概ね上記スピン転移モデルて説明できることが明らかになった。μSRによる研究では、約100K以下でμ^+の緩和が顕著に増大することがわがったが、その解釈は今後の課題である。
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