組成の傾斜化によるペロブスカイト型酸化物の電気的性質の制御

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ペロブスカイト型構造をとるCaMnO_3のCaイオンの一部をLaイオンで置換した(La_<1-x>Ca_x)MnO_3は、結晶相の転移を伴わずに金属-絶縁体転移が起こす。xとともに、金属-絶縁体転温度(T_t)は急激に低くなり、金属的な領域での電気抵抗率の温度変化(dp/dT)は増加するため、T_tとdp/dTを独立に変化させることは困難である、(Ln_<1-x>Ca_x)MnO_3をスイッチ素子などに利用するためには、T_tとdp/dTを独立に制御する条件の確立が必須である。本研究では、T_tを固定しdp/dTのみ任意な値をとる試料を得るため、種々の組成をもった(La_<1-x>Ca_x)MnO_3を順に錠剤成型器に入れて積み重ね、ディスク状に加圧成形した後、酸素気流中1300℃にて焼結させた。組成を傾斜化させた試料は金属-絶縁体転移を示しており、T_tおよびdp/dTは組成の組み合わせに依存していることがわかった。傾斜化試料のT_tは、構成している各試料のT_tのほぼ平均値に対応し、dp/dTは構成している各試料のdp/dTを合計した値にほぼ等しいことがわかった。たとえば、x=0.90、0.95、0.98からなる傾斜化試料のT_tは280Kで、試料(x=0.95)のT_tと同じであるが、傾斜化試料のdp/dTは10.5×10^<-5>Ωcmであり、試料(x=0.95)のdp/dTの2倍以上になっている。したがって、種々の組成の(La_<1-x>Ca_x)MnO_3を順に積み重ねることにより、すなわち組成を傾斜化させることにより、T_tとdp/dTを独立に制御することが可能になった。