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近年、スピン・エレクトロニクスの発展により、化合物における磁性と電子輸送効果との関連する現象への関心が高まっている。本研究はその典型物質として、FeRh系金属間化合物における巨大磁気抵抗効果をとりあげた。FeRhはメタ磁性転移の過程で巨大な負の磁気抵抗(GMR)効果を生じる。また、FeRhは、その磁気構造から、自然界に存在する多層膜とみなすことができる。この事から、FeRhにおけるGMRの原因は人工多層膜と同様な伝導電子のスピン依存散乱であるという報告がなされている。しかし、FeRhは反強磁性体である事から、メタ磁性転移にともなう反強磁性ギャップの消失など、フェルミ面に変化が現れることが予想される。このフェルミ面の変化がGMRの原因として主要な役割を果たしていると考える方が自然である。本研究ではFeRh系合金の電子輸送特性を通じてメタ磁性転移に対応したフェルミ面の変化を明らかにするために、ホール効果、磁気抵抗、磁化の系統測定をおこなった。その結果、磁化は低磁場でわずかに増加し、約2〜3Tにプラトーを持ち、約3Tで強磁性状態へ移行する、すなわち2段目の転移が見られ、約2〜3Tに複雑な磁気構造があることを発見した。磁気抵抗は1段目の転移でわずかに増加し、2段目の転移で巨大な減少を生じる。一方ホール係数は1段目の転移点近傍で符号を変え、2段の転移終了後に値を変えることを見い出した。低磁場でも磁化が変化しているため、現時点で正常成分と異常成分の分離はできないが、磁化、磁気抵抗ともわずかしか変化しない低磁場での転移点近傍においてホール係数が符号を変える事から、磁気構造の変化がフェルミ面の変化を生じている事が示唆され、これがGMRの原因であることを強く支持する結果を得ることができた。また、比熱および電気抵抗測定の結果より、3K以下の低温で、フェルミ面の変化を伴う新しい磁気転移の存在を発見した。
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