超音波による遷移金属酸化物の軌道、電荷自由度がもたらす巨大磁気抵抗効果の研究

利用超声波研究过渡金属氧化物轨道和电荷自由度带来的巨磁阻效应

• 批准号: 01J07146
• 负责人: 間 広文
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J07146/
• 关键词: 軌道秩序; 電荷秩序; 超音波; 遷移金属酸化物; 四重極子; 巨大磁気抵抗

本研究では、ペロブスカイト型マンガン酸化物の軌道や電荷自由度の物性への役割に着目し、超音波を用いてLa_<1-x>Sr_xMnO_3(x=0.12,0.125,0.165,0.3),Pr_<1-x>Ca_xMnO_3(x=0.35,0.40,0.50),Nd_<1-x>Sr_xMnO_3(x=0.50,0.55)の弾性定数を行った。e_g軌道が局在傾向にある領域の絶縁体では、四重極子秩序温度より高温領域でMn^<3+>イオンの2重縮退したe_g軌道の四重極子と格子歪みとの結合に起因した弾性定数(C_<11>-C_<12>)/2のソフト化を観測した。このソフト化を四重極子感受率で解析し、四重極子-歪み相互作用の結合定数g_r3=200〜1200K、四重極子相互作用の結合定数g_<r3>'=5〜20Kを決定した。また、CMRの起源解明に重要なヤーン・テラーエネルギーをE_<JT>=10〜60Kと決定した。この値は今まで考えられていたE_<JT>≒6000Kと比べて2桁から3桁小さいこととなる。一方、e_g軌道が遍歴傾向にある領域の金属では軌道自由度に起因する弾性定数のソフト化は観測されなかった。Pr_<1-x>Ca_xMnO_3では電荷揺らぎ(Mn^<3+>:Mn^<4+>=1:1)に起因する(C_<11>-C_<12>)/2とC_<44>のソフト化が観測された。ランダウの相転移理論から電荷揺らぎに起因するC_<44>のソフト化を解明し、さらにC_<44>のソフト化が生じるような低温相での電荷秩序状態を導出した。その結果は中性子散乱等から報告されている電荷秩序と一致した。また、磁場中での弾性定数の奇妙な振る舞いも観測し、現在解析中である。さらに、これらの物質の熱膨張測定を行なっており、Pr_<1-x>Ca_xMnO_3(x=0.40)では電荷秩序に伴う自発歪みε_<xy>=9×10^<-4>を見積もることが出来た。

In this study, the orbital and charge-free properties of acidizing compounds were studied. The properties of La_<1-x>Sr_xMnO_3(x= 0.12, 0.125, 0.165, 0.3),Pr_ Ca_xMnO_3 (<1-x>x= 0.35, 0.40, 0.50),Nd_ Sr_xMnO_3 (<1-x>x= 0.50, 0.55) were determined by ultrasonic wave. e_g orbitals have a tendency to change in the temperature range of the quadrupole lattice and to change in the temperature range of the quadrupole lattice<11><12>. The sensitivity of quadrupole interaction is determined by the binding constant g_r3=200 ~ 1200K and the binding constant <r3>g_3 =5 ~ 20K for quadrupole interaction. The origin of CMR is determined by E_<JT>=10 ~ 60K. The <JT>value of this parameter is 6000K, which is higher than that of 2 K. A square, e_g orbit is the cause of the orbital degree of freedom. Pr_<1-x>Ca_xMnO_3 is a complex of charge (Mn^&lt;3+&gt;:Mn^&lt;4+&gt;=1:1), which results in the formation of (C_<11>-C_<12>)/2 and C_(2 +)<44>. The theory of phase shift of C<44>_<44>(12) and C_(13) is used to explain the cause of charge transfer, and the charge order state of C_(12) and C_(13) is derived. The result is that the charge order is uniform. In the magnetic field, the number of vibrations is fixed, and the analysis is performed. The thermal expansion of Pr_<1-x>Ca_xMnO_3(x=0.40) and Pr_ Ca_xMnO_3(x=0.40) <xy>was determined<-4>.

项目成果

H.Hazama: "Ultrasonic Study of Orbital and Charge Fluctuation in Pr_<1-x>Ca_xMnO_3"Physica B. 312-313. 757-759 (2002)

H.Hazama：“Pr_<1-x>Ca_xMnO_3 中轨道和电荷涨落的超声研究”Physica B. 312-313。

H.Hazama: "Magnetic Field Dependence of Elastic Constants in Pr_<1-x>Ca_xMnO_3"J. Phys. Soc. Jpn. Suppl.. Vol.71. 139-141 (2002)

H.Hazama：“Pr_<1-x>Ca_xMnO_3 中弹性常数的磁场依赖性”J。

Y.Nakanishi: "Unconventional emergence of elastic softening induced by magnetic fields in the unusual heavy-fermion compound PrFe_4P_<12>"J. Phys. : Condens. Matter. 14. 715-720 (2002)

Y.Nakanishi：“异常重费米子化合物 PrFe_4P_<12> 中由磁场引起的弹性软化的非常规出现”J。