軌道整列酸化物結晶における超高速光学応答と外場誘起電子相制御

轨道排列氧化物晶体中的超快光学响应和外场感应电子相位控制

• 批准号: 14038237
• 负责人: 桑原 英樹
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14038237/
• 关键词: 次元性; 酸化物; 軌道整列; 光学測定; 緩和過程; ポンプ・プローブ法; フェムト秒レーザー; 反射率

軌道整列酸化物結晶として本研究で注目したNd_<1-x>Sr_xMnO_3結晶は、ドープ量0.63≦xではc軸が長い正方晶(I4/mcm)およびCタイプ反強磁性を示し、3d(3z^2-r^2)タイプの軌道整列の可能性が示唆されている。また、中性子回折実験より、高温で正方晶から擬立方晶(R3c)への構造相転移が報告されている。この構造相転移は軌道整列の消失を伴うことが期待されることから、本研究では、軌道整列の消失を電気抵抗変化から検証するため、高温領域の電気抵抗率測定を行った。その結果、高ドープ領域(x≧0.60)において構造相転移に対応した絶縁体-金属転移を見いだした。これは正方晶から擬立方晶へ構造相転移することによってd(3z^2-r^2)タイプの軌道整列が消失することにより、3次元的伝導が回復したためであると考えられる。また上記電気伝導の研究と平行して、超高速分光実験を行った。測定対象としたのは上記擬立方ペロブスカイト型マンガン酸化物に擬2次元性を導入した層状ペロブスカイト型マンガン酸化物(La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7 x=0.33)である。光学応答は結晶のMnO_2面内における超高速時間分解反射率変化を測定した。その結果、光学応答が2成分からなることが分かった。1つは高速に立ち上がり(〜200fs),高速に緩和する成分(〜1ps)、もう1つは遅い立ち上がり時間を持ち(〜20ps),大きな温度依存性を持つ成分である。遅い成分は、キャリアから格子系へのエネルギー緩和によって生じた、格子系の非平衡状態を示す応答であると考えられる。

In this study, the orbital alignment of Nd_ Sr_xMnO_3 crystals was <1-x>studied. The crystal size was 0.63 ≤ x, and the antiferromagnetism of c-axis long square crystals (I4/mcm) was demonstrated. The possibility of orbital alignment of 3d(3z^2-r^2) crystals was also demonstrated. The structural phase shift of tetragonal or pseudocubic (R3c) crystals at high temperatures is reported. This paper presents a new method for determining the electrical resistivity of the structure phase shift and orbital alignment. As a result, the structural phase shift in the high-end region (x ≥ 0.60) is reflected in the solid-metal phase shift. The phase shift of tetragonal crystal and pseudocubic crystal is caused by the disappearance of the orbital alignment of d(3z^2-r^2). Study on electrical conduction in parallel and ultra-high speed spectroscopy Determination of the quasi-cubic acid compound (La_<2-2x>Sr_&lt;1+2x&gt;Mn_2O_7 x=0.33). Measurement of Ultra-high Speed Time Decomposition Reflectance Change of Optical Crystal MnO_2 The result is that the two components of the optical system are separated. 1. High speed (~ 200fs), high speed (~ 1ps), high speed (~ 20ps), high speed (~ 200 fs), high speed (~ 1ps), high speed (~ 200 fs), high speed (~ 200 In the middle of the composition, the lattice system is in a state of non-equilibrium, and the lattice system is in a state of equilibrium.

项目成果

H.Kuwahara, et al.: "Anomalous Hall effect and magnetoresistance in Nd_<1-x>Sr_xMnO_3 single crystals"Journal of Applied Physics. 93(印刷中). (2003)

H. Kuwahara 等人：“Nd_1-xSr_xMnO_3 单晶中的反常霍尔效应和磁阻”，《应用物理学杂志》93（出版中）。

H.Kuroe, et al.: "Optical study in the charge-ordered phase of (Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3"Physica. B(印刷中). (2003)

H.Kuroe 等人：“(Nd_<1-x>Sr_x)MnO_3 电荷有序相的光学研究”Physica B（出版中）。

M.Fiebig, et al.: "Nonlinear magneto-optical properties of Pr_<1-X>Ca_xMnO_3 and Nd_<1-x>Sr_xMnO_3"Journal of Applied Physics. 91. 7505-7507 (2002)

M.Fiebig 等人：“Pr_<1-X>Ca_xMnO_3 和 Nd_<1-x>Sr_xMnO_3 的非线性磁光特性”应用物理学杂志。

H.Kuroe, et al.: "Low-Frequency Excitations in the Charge-Ordered Phase of (Nd_<0.5>Sr_<0.5>)MnO_3"Physica. B316-317. 575-578 (2002)

H.Kuroe 等人：“(Nd_<0.5>Sr_<0.5>)MnO_3 电荷有序相中的低频激发”物理学。

T.Asaka, et al.: "Ferromagnetic Domain Structures and Nanoclusters in Nd_<1/2>Sr_<1/2>MnO_3"Physical Review Letters. 89. 207203-1-207203-4 (2002)

T.Asaka 等人：“Nd_<1/2>Sr_<1/2>MnO_3 中的铁磁畴结构和纳米团簇”物理评论快报。