トンネル磁気抵抗型複合マンガン酸化物セラミックスの研究

点击翻译按钮获取中文摘要

前年度、La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3の組成のペロブスカイト型複合マンガン酸化物にSiO_2を添加して焼結したセラミックスについて、磁気抵抗が強磁性転移温度で急増せず、結果として室温付近の磁気抵抗が高まり、温度依存性が小さくなることを見出した。本年度はまず、複数の実験者によるSiO_2無添加の上記組成複合マンガン酸化物セラミックスの合成を固相反応法で行った。それらセラミックスは次の二種類に分類された。(i)強磁性転移温度で磁気抵抗が急増する試料、および(ii)強磁性転移温度付近で磁気抵抗が急増しない試料、すなわち前年度合成したSiO_2添加試料が示す特性を持つ試料、である。粉末X線回折では両者の間に生成相の差異は認められなかった。走査型電子顕微鏡によるセラミックス微細組織の観察により、前者(i)の試料は結晶粒子径が数μmと小さく、焼結密度が低いのに対し、後者(ii)の試料では結晶粒子径は数十μmと大きくなっており、焼結密度が高くなっていた。さらに後者(ii)の試料では結晶粒子間にMnのみを含む相が生成していた。さらに(ii)の試料にSiO_2を添加しても顕著な微細組織の変化や、磁気抵抗特性の変化は認められなかった。ペロブスカイト型複合酸化物セラミックスの作製においてBサイトイオンが過剰の仕込み組成にすると、Bイオンを含む酸化物が結晶粒間に存在し、焼結を著しく進行させることが知られている。先に記したように粉末X線回折では生成相の差異は認められなかったことから、(ii)の試料では仕込みの組成が1%以下のごく僅かの量Mn過剰になっており、Mn酸化物が結晶粒間に存在し焼結を進行させ、さらにはトンネル障壁として機能することにより、磁気抵抗特性を高めているものと考えられる。