マンガン酸化物の電荷/軌道秩序状態と相分離に関するナノ構造

与锰氧化物的电荷/轨道排序和相分离相关的纳米结构

基本信息

批准号：
12046232
负责人：
森茂生
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Osaka Prefecture University (2001)Tokyo Institute of Technology (2000)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

強相関電子系物質である遷移金属酸化物は、固体内の電子が持つ内部自由度である電荷、軌道、スピンに加えて、格子系との強い相互作用により、超伝導特性や金属-絶縁体転移、巨大磁気抵抗効果、電荷・軌道秩序構造などの種々の特異な物理的特性を示す。最近、マンガン酸化物で見出された電子の局在性に起因した電荷秩序構造と電子の遍歴性に起因した強磁性金属状態の共存状態(相分離状態)が見出され、巨大磁気抵抗効果や金属-絶縁体転移と強く相関していることが明らかになってきている。本研究では、マンガン酸化物での相分離状態及び電荷・軌道秩序構造に関するナノ構造について主に透過型電子顕微鏡を用いて研究を行った。以下今回行った研究で得られた主な成果成果について示す。(1)マンガン酸化物のMnサイトの一部をCrイオンで置換することによって得られるNd_<0.5>Ca_<0.5>Mn_<1-y>Cr_yO_3において、Crで2%置換することにより絶縁体-金属転移が誘発されることを見出すとともに、ローレンツ電子顕微鏡観察を行うことにより数十nmサイズの強磁性領域と電荷・秩序構造が共存する電子相分離状態の直接観察に成功し、電子相分離の実態をはじめて実空間像として示した。(2)(La_<5/8-x>Pr_x)Ca_<3/8>MnO_3での相分離状態における強磁性磁区構造観察を行い、ミクロンサイズで強磁性金属状態と電荷秩序構造が共存していることを明らかにした。

过渡金属氧化物是一种强关联电子材料，由于固体中电子的电荷、轨道、自旋等内部自由度以及与晶格系统的强相互作用，具有超导性质和金属绝缘体性质。它表现出各种独特的物理性质，例如跃迁、巨磁阻效应和电荷/轨道有序结构。最近，发现了由氧化锰中的电子局域化引起的电荷有序结构和由电子的巡回性质引起的铁磁性金属状态的共存状态（相分离状态），巨磁阻效应已成为显然，与金属-绝缘体转变有很强的相关性。在本研究中，我们主要利用透射电子显微镜研究了锰氧化物中与相分离状态和电荷/轨道有序结构相关的纳米结构。本次研究的主要结果如下所示。 (1)在用Cr离子取代氧化锰的Mn位点的一部分而得到的Nd_<0.5>Ca_<0.5>Mn_<1-y>Cr_yO_3中，通过用Cr取代2％，形成绝缘体-金属过渡诱导的通过洛伦兹电子显微镜，他们成功地直接观察到了一种电子相分离状态，其中几十纳米大小的铁磁区域和电荷/有序结构共存，并以空间图像的形式显示出来。 (2)观察了(La_<5/8-x>Pr_x)Ca_<3/8>MnO_3中相分离态的铁磁畴结构,发现铁磁金属态和电荷有序结构在微米级共存。据透露，有。