ペロブスカイト型磁性酸化物人工格子における層間交換相互作用の制御と巨大磁気抵抗

钙钛矿磁性氧化物超晶格中层间交换相互作用和巨磁阻的控制

• 批准号: 11750596
• 负责人: 西川 博昭
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kinki 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750596/
• 关键词: マンガン酸化物; 巨大磁気抵抗; 層間交換相互作用; 二重交換相互作用; スピンフラストレーション; 人工格子

本研究において、本年度はLa_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3(LSMO)の低磁場における磁気抵抗効果を増大させる目的で、LSMO/Cr_2O_3(反強磁性絶縁体)の積層構造を作製し、その電気・磁気・磁気抵抗特性を調べた。LSMO、Cr_2O_3はSrTiO_3(111)基板上でそれぞれ(111)、(0001)配向する。薄膜面内でのスピン配列は、LSMOは強磁性的、Cr_2O_3は反強磁性的になっている。つまり界面においてMn-Cr間に超交換相互作用が働くと、それぞれがバルク内部でのスピン配列を保てなくなり、スピン配列にフラストレーションが発生する。磁場が無い状態ではLSMOのスピン配列がフラストレーションによって乱れ、二重交換相互作用を抑制して抵抗が増加し、磁場を印加するとLSMO内のスピンは磁場に平行にそろうために二重交換相互作用が有効に働いて抵抗が減少することが期待できる。レーザアブレーション法によってSrTiO_3(111)基板上にLSMO/Cr_2O_3二層薄膜を作製した。温度300Kにおいて±8kOeの範囲で磁場を変化させた際の、低磁場における磁気抵抗効果は、500Oeで約1.5%と、LSMO単層薄膜(500Oeで約0.5%)に比べ、磁気抵抗効果が非常に大きくなった。磁化測定の結果から、残留磁化が大幅に減少していること、磁化が飽和ために必要な磁場が増加しており、M-Hヒステリシスの角形比が小さくなっていることから、磁気抵抗効果の増大が無磁場状態でのスピン配列の乱れに起因していることが示唆された。

In this study, the low magnetic field resistance of La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 (LSMO) in this year was increased. The purpose is to use the laminated structure of LSMO/Cr_2O_3 (anti-ferromagnetic insulator), and the resistance characteristics of electric and magnetic materials are adjusted accordingly. LSMO, Cr_2O_3 and SrTiO_3 (111) substrates are aligned with (111) and (0001). The in-plane arrangement of the thin films includes LSMO, which is a ferromagnetic material, and Cr_2O_3, which is an antiferromagnetic material.つまりInterfaceにおいてSuper exchange interaction between Mn-Cr The department is equipped with a をてなくなり, and the スピン is equipped with a にフラストレーションが発生する. Magnetic field is not in the state of LSMO, and LSMO is arranged and arranged, and magnetic field is added.をInca すると LSMO inner のスピンは magnetic field に parallel にそろうために double exchange interaction が effective に働いて resistance が reduction する こ とが できる. The two-layer thin film of LSMO/Cr_2O_3 was fabricated on the SrTiO_3 (111) substrate using the Lenovo method. The temperature is 300K, the magnetic field is in the range of ±8kOe, and the low magnetic field is in the magnetic field, and the resistance effect is 500Oe. It is about 1.5% and the LSMO single-layer film (500Oe and about 0.5%) has a very high magnetic resistance and a very high magnetic resistance. The results of magnetization measurement are as follows, the residual magnetization is significantly reduced, the magnetization is saturated and the magnetic field is increased, and the magnetic field is increased, and M-H is used. The angle ratio is small and the magnetic resistance effect is large and non-magnetic. The field status is the cause of the chaos of the arrangement of the field.