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2020 年度 研究成果報告書

マンガン酸化物系における非熱平衡状態の探索

研究課題

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研究課題/領域番号 19K14669
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

松浦 慧介  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50824017)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード過冷却状態 / 温度掃引速度 / 相競合 / 急冷実験 / 磁化制御 / 強相関電子系 / マンガン酸化物 / 軌道自由度
研究成果の概要

強相関電子材料では、電場、磁場、圧力などの環境変数を制御することで、熱平衡相間の相転移現象を調べるのが一般的だ。しかし、温度掃引速度などの動力学的パラメータを系統的に制御した研究はこれまでなされていなかった。最近、いくつかの強相関電子系で、急冷による準安定状態の制御が報告されてきた。本研究では、超巨大磁気抵抗効果を示すマンガン酸化物を対象にして、どのような条件下で急冷下準安定状態が実現されるかを系統的に調べた。反強磁性絶縁体相と強磁性金属相の相境界近傍において、臨界冷却速度が4桁近く減少することを発見した。熱平衡相図は、非平衡なパラメータである冷却速度と密接に関係することを実証した。

自由記述の分野

物性物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

急冷による準安定状態は、これまで水やガラス、鉄鋼材料など身近な物質においては盛んに研究されてきた。これらは原子レベルの配列に関する話だが、電子レベルでは未解明な点が多かった。これまで電子系においては、急冷下での過冷却準安定状態がどのような条件下で実現されるかは明らかではなく、発見的な物質探索となっていた。本研究課題を通じてその問いに対する答えの一つを提案できたと考えている。また、急冷と徐冷を用いた高速磁化制御などの技術につながることが期待される。

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公開日: 2022-01-27  

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