マンガン酸化物のステップ転移の発現と軌道フラストレーション

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20540340
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 松川 倫明 岩手大学, 工学部, 教授 (40221585)
• キーワード: 超巨大磁気抵抗効果 / マンガン酸化物 / 格子歪み / フラストレーション

研究概要

本研究の目的は、相分離状態にあるマンガン酸化物系で発現する非常に鋭いステップ転移の起源を解明するために、磁場誘起の絶縁体金属転移を示すマンガン酸化物の格子歪み(格子定数)、弾性定数、磁化及び磁気抵抗を温度・磁場の関数として精密に測定することである。
今年度は立方晶マンガン酸化物のステップ状の転移を圧力の関数として研究を実施した。また、電荷整列相を示す二電子ドープ型マンガン酸化物において、電場誘起の巨大抵抗変化を観測した。さらに、電子ドープ型マンガン酸化物の磁性の圧力効果を測定した。以下に本研究成果の概要を述べる。
1.マンガン酸化物の磁気歪み及び磁化の圧力効果
基底状態がスピングラス相にあるEu系マンガン酸化物の磁歪及び磁化の圧力効果を測定した。圧力印加により、ステップ状の振る舞いは低磁場側に移行する。この結果は、圧力効果が強磁性及び反強磁性相互作用を強めることにより、ステップ状の変化を早めていると考えられる。
2.マンガン酸化物単結晶の電場誘起の巨大抵抗変化
電流印加により、数十mAの電流値で2桁程度の抵抗の減少が観測された。この急激な変化は、電荷整列クラスターの崩壊や本質的な誘電不安定性と関連すると予想される。
3.電子ドープ型マンガン酸化物の磁性の圧力効果
マンガン元素をアンチモンで置換することにより、負の磁化が観測された。この弱い反磁性の起源を探るために圧力を印加してその振る舞いを調べた。

研究成果

• [雑誌論文] Transport and magnetic properties of electron-doped manganites CaMn_<1-x>Sb_xO (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Murano, M.Matsukawa, 他
  • 雑誌名: Journal of Physics.Conf.Series 200 ページ: 012114-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current-induced nonlinear conduction of two-electron doped manganites Ca_<1-x>Ce_xMnO_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamato, M.Matsukawa, 他
  • 雑誌名: J.Phys.D : Appl.Phys. 43 ページ: 145003-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pressure on lattice distortion, transport and magnetic properties of Pr-substituted (La_<0.4>Pr_<0.6>)_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7 bilayered manganite (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamato, M.Matsukawa, 他
  • 雑誌名: J.Phys., Condens.Matter 21 ページ: 486001-1-5
  • 査読あり
• [学会発表] 電子ドープ型マンガン酸化物CaMn1-xSbxO3の磁気特性の圧力効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松川倫明
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-20
• [備考]
  • URL: http://matsuhp.mat.iwate-u.ac.jp