2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ni基ホイスラー合金の磁場誘起構造相変態に伴う巨大磁気抵抗効果の起源解明
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25289217
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
梅津 理恵 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60422086)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電子・磁気物性 / 構造相変態 / 巨大磁気抵抗効果 / 電子状態 / 磁気モーメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非化学量論組成Ni基ホイスラー合金は磁場印加に伴い常磁性マルテンサイト相から母相強磁性相へ構造相変態を起こす。その際に、単に磁化が大きく変化するだけでなく、巨大磁気抵抗効果や巨大磁気熱量効果も示し、このようなドラスティックな物性変化は電子状態の変化に起因すると考えられている。本研究では、Ni基ホイスラー合金の電子輸送特性、および比熱測定を系統的に行うことにより理論計算からのアプローチが困難なマルテンサイト相の電子状態を調べ、磁場誘起構造相変態に伴う巨大磁気抵抗効果の起源解明を目的としている。
２年目となる平成２６年度は、Ni-Mn-Sb合金系について、広い組成範囲で試料を作製し、Ｘ線回折測定や磁化測定で相状態を確認した後、低温比熱測定を行った。このデータを解析することで電子比熱係数やデバイ温度が得られ、特に電子比熱係数の組成変化の様子から、マルテンサイト相と母相における電子状態密度の変化を推測することができる。さらに、昨年度までに行っていたNi-Mn-SnやNi-Mn-In系合金との比較検討を行うことで、合金系の違いが電子状態や構造相変態挙動に及ぼす影響について系統的に議論することが可能となった。一方で、共同研究である光電子分光測定による電子状態直接観測の結果も出そろい、マルテンサイト変態時における電子状態変化の様子が浮き彫りになった。現在論文を投稿中である。さらに、今年度は単結晶育成のために必要な高周波式ブリッジマン炉を購入し、試料作製の条件を決定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度でNi-Mn-Sb系合金の試料作製、予備評価、比熱測定の結果が出そろい、Ni基ホイスラー合金の電子状態解明に向けて大きく研究が進展したことで、昨年度の遅れを取り戻したといえる。光電子分光測定の結果も踏まえて、学会発表や論文投稿等も行った。さらに、単結晶育成装置も導入し、順調に試料作製の準備が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に導入した単結晶育成装置を用いて試料を作製し、特に輸送特性の評価を行っていくことを計画している。具体的には、電気抵抗、熱電能の温度依存性を測定し、変態前後の挙動について詳細な物性評価を行う。
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| Causes of Carryover |
単結晶育成装置を導入し、条件だしを行っている。その条件が整った後に、実験内容に即したるつぼ、原料等を購入するためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
単結晶育成の条件が整い次第、るつぼや合金試料の原料等を購入することを計画している。
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[Presentation] Ni50-xCoxMn31.5Ga18.5の磁場効果2014
Author(s)
池田大地, 安達義也, 加藤宏朗, 鹿又武, 許皛, 貝沼亮介, 梅津理恵, シャルマ パーナンド, 牧野彰宏, 片岡光生
Organizer
日本金属学会2014年秋期講演大会（第155回）
Place of Presentation
名古屋大学 （愛知県、名古屋市）
Year and Date
2014-09-24 – 2014-09-24
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[Presentation] Magnetic field effects on the martensitic transition of Ni50-xCoxMn31.5Ga18.5 Heusler alloys2014
Author(s)
D. Ikeda, Y. Adachi, K. Koike, H. Kato, T. Satake, Y. Mizuno, T. Kanomata, R.Y. Umetsu, X. Xu, R. Kainuma, M. Kataoka
Organizer
6th International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields, MAP6
Place of Presentation
Southern Beach Hotel & Resort OKINAWA (Naha city, Okinawa, Japan)
Year and Date
2014-07-08 – 2014-07-11
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