軌道・価数制御された層状ペロブスカイトマンガン酸化物の物質開拓と電子構造の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440107
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 守友 浩 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助教授 (00283466)
• 研究分担者: 中村 新男 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (50159068)
• キーワード: マンガン酸化物 / 軌道制御 / 価数制御 / 軌道の物理

研究概要

軌道・価数制御された層状ペロブスカイト型マンガン酸化物を作成しその磁気伝導物性・磁気格子構造を系統的に研究した。磁気格子構造は、主に、原研改造3号炉の共同利用を通じて得られた。代表的な研究成果を列挙する。
1.層状マンガン酸化物の軌道状態
マンガン原子の形式価数を+3.4に固定して、一連の層状マンガン酸化物を作成し中性子構造解析を行なった。得られた構造パラメターを用いて、ふたつのeg軌道のマーデリング・ポテンシャル・エネルギーの差を計算し、軌道の安定性を評価した。その結果軌道の安定性と磁気構造の間に密接な関係があることが明らかとなった。特に、NdSr2Mn207の層状反強磁性状態は、dx2-y2軌道が秩序化している状態であることが明らかとなった。
2.立方マンガン酸化物の軌道安定性と電荷整列相転移
マンガン原子の形式価数を+3.5に固定して、一連の立方マンガン酸化物を作成し中性子構造解析を行なった。得られた構造パラメターを用いて、ふたつのeg軌道のマーデリング・ポテンシャル・エネルギーの差を計算し、軌道の安定性を評価した。その結果軌道の安定性と電荷整列転移温度の間に密接な関係があることが明らかとなった。特に、-電子バンド幅の狭いTb1/2Sr1/2Mn03で電荷整相転移が存在しない理由が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Moritomo,et al.: "Chemical pressure control of spin-valve functionality in La1.4Sr1.6Mn207"Phys.Rev.B. 59. 8789-8794 (1999)
• [文献書誌] Y.Moritomo,et al.: "Competition of interbilayer magnetic coupling in La1.4Sr1.6Mn207"Phys.Rev.B. 59. 157-160 (1999)
• [文献書誌] Y.Moritomo: "Competition between the antiferromagnetic charge-ordered and ferromagnetic states in doped manganites"Phys.Rev.B. 60. 10374-10377 (1999)
• [文献書誌] Y.Moritomo,et al.: "Magnetic phase diagram for bilayer manganites"Aust.J.Phys.. 52. 255-268 (1999)
• [文献書誌] Y.Moritomo,et al.: "Layered antiferromagnetic state in (La,Nd)3Mn207"J.Phys.Soc.Jpn.. 68. 631-636 (1999)
• [文献書誌] T.Akimoto,et al.: "Interrelation between the orbital polarization and magnetic structure in bilayer manganites"Phys.Rev.B. 59. R14153-R14156 (1999)