| 研究課題/領域番号 |
10650032
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| 研究機関 | 宮城工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
鈴木 勝彦 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 助教授 (80187715)
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| 研究分担者 |
澤田 安樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90115577)
松浦 眞 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (40042262)
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| キーワード | ハーフ・メタル / 二酸化クロム / 磁気輸送現象 / AFM / 共鳴トンネル / 結晶のひずみ / 熱処理 / X線回折 |
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| 研究概要 |
TiO2/ガラス基板上にCVD法で作製したCrO2膜を473Kの温度で1、2、3、4時間と熱処理を重ねて行き、その都度、 X線回折および磁気抵抗の測定を行った。その結果、熱処理時間の増加につれて(110)ピークがわずかに減少し、(101)ピークが増加する結果が得えられた。また、(200)と(400)ピークの位置が低角度側に熱処理時間とともにシフトする結果が得られ、ルチル構造のa軸が伸びることを見出した。縦磁気抵抗は20K近傍以上では熱処理時間とともに負の効果が増大したのに対して20K以下の温度では逆転する結果が得られた。バンド計算によると酸素の八面体のz軸方向の圧縮によって少数のスピンバンドのエネルギーギャプが減少することが指摘されており、この結果から推察して熱処理によってエネルギーギャップが増大していることが予想される。簡単な理論的考察を行うと、このギャップの増大は負の磁気抵抗効果を増大させうることが分かった。したがって、20K以上での負の磁気抵抗効果の増大現象は結晶のa軸の伸びによって引き起こされたものと考えられる。また、熱処理膜の方が電気抵抗の温度変化が小さい結果が得られたので、非磁性の抵抗分の増大によって20K以下で逆転が起きたものと考えられる。
(100)選択配向膜およびCr2O3を含むCrO2膜の磁気抵抗を流す電流を変化させて測定したところ階段状に磁気変化する結果が得られた。電流の現象とともに抵抗変化が増大し、一定の電圧値で変化していることが見出された。この一定電圧値は温度によってわずかに変化し温度の低下とともに増加する結果が得られた。コンタクトモードAFMでI-V曲線が整流特性を示すことが見出されており、これから、階段状の磁場変化は多重トンネル素子における共鳴トンネル現象と似た膜内で起きたため生じた現象と思われる。
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