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時間分解型電子カウンターの製作と遷移金属酸化物での電荷秩序構造の研究

时间分辨电子计数器的制作及过渡金属氧化物电荷有序结构的研究

基本信息

批准号：
14654061
负责人：
森茂生
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

強相関電子系物質として特徴づけられる遷移金属酸化物は、d電子の内部自由度である電荷/スピン/軌道間の強い相互作用に加えて、ヤーン・テーラ効果と呼ばれる電子格子相互作用が働く。このような相互作用を介して、遷移金属酸化物は、巨大磁気抵抗効果、電荷/軌道秩序や金属-絶縁体転移などの特異な量子物性を示す。本研究では、遷移金属酸化物が示す特異な量子物性の起因を明らかにするために、メゾスコピックサイズで特徴づけられる電荷/軌道秩序構造や磁気的秩序構造の秩序形成過程およびそれに伴う揺らぎ構造について明らかにすることを目的とした。また、空間的・時間的揺らぎ構造に関する知見を得るために、透過型電子顕微鏡に搭載可能な時間分解型電子カウンターの試作を行った。ペロブスカイト型構造を持つマンガン酸化物にける電荷/軌道秩序構造の安定性および秩序構造の形成過程を明らかにするために、マンガンイオンの一部を他の磁性イオン(Crイオンなど)と置換することにより、電荷/軌道秩序構造に与える影響について調べた。その結果、Mnサイトを数パーセントのCrイオン(磁性イオン)で置換することにより、安定に存在していた電荷/軌道秩序構造は崩壊し、新たに強磁性金属相が出現するとともに、約120Kで絶縁体-金属転移を起こすことが見出された。また、非磁性イオンであるScイオンで置換した場合、電荷・軌道秩序構造の崩壊過程は観測されず、電荷/軌道秩序構造は安定に存在することがわかった。このことから、マンガン酸化物の金属-絶縁体転移は、磁性イオンで置換することにより、その出現を制御できることがわかった。また、Crイオンで置換することにより誘発される強磁性金属相は、Cr置換量(x)が、0.01<x<0.05の範囲においては、電荷/軌道秩序構造とメゾスコピックスケールで共存し、一種の電子相分離状態にあることがわかった。さらに、このような電子相分離状態において磁場を印加することにより,大きな磁気抵抗効果が発現することが明らかとなった。

Strong correlation electron system substance is characterized by strong electron lattice interaction. The interaction between the two molecules, the migration of metal oxides, the effect of large magnetic field resistance, the charge/orbital order, and the specific quantum properties of metal-insulator transition are demonstrated. In this study, the causes of specific quantum properties of metal oxides are studied. The characteristics of these compounds are discussed. The charge/orbit order structure and the magnetic order structure are discussed. A trial operation of a transmission type electron microscope equipped with a possible time resolution type electron microscope was carried out. The stability of charge/orbit order structure and the formation process of order structure are discussed in detail. One part of charge/orbit order structure is composed of other magnetic properties. As a result, Mn atoms are present in the charge/orbit order at about 120K. In the case of non-magnetic, non-magnetic, non- The metal-insulator transition, magnetic displacement, and appearance of the acid compound are controlled. Ferromagnetic metal phase, Cr substitution amount (x), 0.01<x<0.05 range, charge/orbit order structure, blue shift, an electron phase separation state. In the case of electron phase separation, the magnetic field can be induced, and the magnetic field resistance can be induced.