マンガン酸化物系における電子軌道自由度の制御

氧化锰系统中电子轨道自由度的控制

基本信息

批准号：
11740213
负责人：
桑原英樹
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度の研究に引き続き幅広くホール濃度を変化させたペロブスカイト型マンガン酸化物結晶を作製しその電荷ダイナミクスをホール測定により調べた。さらに前年度に見出した3dx2-y2の動的な軌道整列に起因する大きな異方性を示す層状反強磁性ペロブスカイトマンガン酸化物の軌道整列安定性を、パルス強磁場の印加によってその磁化過程を測定し、検討した。また、本系を母物質としたバンド幅変化による物性変化についても調べた。その結果以下の基礎物性が明らかになった。1.低ホール濃度領域の基底状態におけるキャリアーの振る舞いは、正常ホール係数の値から、正孔的であり、正孔濃度は仕込み組成によらずほぼ一定の値をとり、またホール係数の温度依存性は殆ど無いことがわかった。さらに、低温から強磁性転移温度に向かって増大する異常ホール効果が観測され、その大きさはスピンの秩序変数である磁化および還元温度のベキ乗則にしたがっていることが明らかとなった。2.高ホール濃度領域で金属絶縁体相境界を見出した。この相境界では異なる結晶構造を持つ金属相、絶縁体相の2相共存状態が観測された。また従来のマンガン酸化物では見られなかった正の巨大磁気抵抗効果を発見した。3.安定な軌道・磁気秩序状態を持つ層状反強磁性マンガン酸化物試料がどのような磁化過程で飽和磁化まで達するか、45Tまでのパルス強磁場を用いて調べた。超強磁場の印加によって反強磁性異方的金属相はメタ磁性転移を起こし強磁性等方的金属相に相変化させることができることが明らかとなった。この結果は磁場-温度平面上の相図として纏めた。さらにバンド幅の減少に伴い反強磁性異方的金属相から反強磁性絶縁体相へ転移が観測された。また、金属-絶縁体相境界ぎりぎりの絶縁体組成の試料に磁場を印加することによって(キャント反強磁性)金属相に転移させることができた。

从上一年的研究中，制备了具有不同孔浓度的钙钛矿型氧化锰晶体，并通过孔测量检查了晶体的电荷动力学。此外，分层抗铁磁钙钛矿氧化物的轨道对齐稳定性，由于3dx2-Y2的动态轨道对齐，在上一年发现并通过施加脉冲强磁场来测量并检查，该氧化锰氧化锰氧化物的动态轨道比对表现出较大的各向异性。我们还使用该系统作为基本材料，研究了由于带宽变化而导致物理性质的变化。结果揭示了以下基本属性。 1。发现，基于正常孔系数的值，载体在低孔浓度区域的基态的行为是孔的，并且无论制剂组合物的均匀，孔浓度几乎是恒定的，并且孔系数的温度依赖性几乎是不可接受的。此外，观察到了从低温到铁磁过渡温度的异常大厅效应，并且发现其幅度遵循磁化和还原温度的功率定律，这是自旋的阶变量。 2。在高孔浓度区域中发现了金属绝缘体相边界。在此相边界上，观察到具有不同晶体结构的金属相和绝缘体相的两个相共存。我们还发现了一种阳性的巨磁效应，而常规的锰氧化物未见。 3。我们研究了具有稳定的轨道和磁性的分层抗铁磁氧化物样品的磁化过程，使用高达45T的脉冲磁场达到饱和磁化。据透露，抗铁磁各向异性金属相经历元磁过渡，可以通过施加超紧张的磁场将相变成铁电磁各向同性金属相。结果总结为磁场温度平面上的相图。此外，随着带宽的减小，观察到从抗磁磁各向异性金属相向抗磁管绝缘子相的过渡。此外，通过将磁场应用于金属 - 绝缘体相边界之前的绝缘体组合物的样品，就可以转移到（抗抗铁磁）金属相中。