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高いネール温度を示すMn合金のデバイス特性に関わる遍歴電子物性の研究

高尼尔温度锰合金器件特性相关的迭代电子性能研究

基本信息

批准号：
01J08057
负责人：
梅津理恵 (山内理恵)
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku 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 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、非常に高いネール温度を示しGMR,TMR効果を示す多層膜中の反強磁性材料として注目されているL1_0型Mn系合金の基礎物性と電子状態を実験的に調べることを目的としている。本年度は等比組成MnIrおよびMnRh合金を作製し、磁化、電気抵抗、低温比熱測定を行い、ネール温度電子比熱係数および電気抵抗率の組成依存性を詳細に調べた。MnIr合金については全ての試料においてネール温度以下で電気抵抗率が増加し、ギャップ型反強磁性体特有のハンプがみられた。ネール温度の値は等比組成近傍で最も高く、約1140Kであった。低温比熱測定から得られる電子比熱係数の値は等比組成近傍で約2mJ/mol-K^2の小さな値を示すが、他の擬ギャップ型反強磁性体MnT(T=Ni,PdおよびPt)等比組成合金に比べて大きな値であった。この結果はバンド計算の結果とよく一致する。以上より、MnIr合金がMn系合金の中で最も高いネール温度を示すこと、また、この合金系が擬ギャップ型反強磁性体であることを実験的に始めて明らかにした。以上の結果は日本物理学会および日本応用磁気学会で発表され、論文誌J.Magn.Magn.Mater.およびPhys.Rev.Bに掲載されることが決定している。また、磁化測定の結果より、L1_0型MnIr合金が大きな磁場中冷却効果を示すことが判明した。この挙動はMn組成の増加に伴い顕著であり、Irサイトに置換されたMnが比較的大きな磁気モーメントを有することに起因していると考えられる。この結果は日本物理学会で発表された。さらに、本年度はL1_0型結晶構造を有するMnRh系合金の試料も作製し、磁化、電気抵抗および低温比熱測定を行った。この合金系は室温以下の温度領域でB2構造に構造相転移を起こすため、室温では常磁性体である。低温比熱測定から得られる電子比熱係数は約3mJ/mol-K^2と小さな値を示し、バンド計算の結果とよく一致する。この結果は、フェルミ面近傍に擬ギャップを有するバンド構造を支持する結果であり、他の擬ギャップ型反強磁性MnT(T=Ni,Pd,PtおよびIr)系合金と同様に、L1_0型MnRh合金も非常に安定な反強磁性的秩序状態を有していると考えられる。

In this paper, we study the effect of GMR and TMR on the fundamental properties and electronic states of L10-type Mn-based alloys in multilayer films. This year, the composition dependence of MnIr and MnRh alloys on composition, magnetization, electrical resistance, low temperature specific heat measurement, temperature electron specific heat coefficient and electrical resistance was adjusted in detail. MnIr alloys are characterized by an increase in electrical resistivity below the temperature at which they are fully melted, and by a decrease in electrical resistivity characteristic of the MnIr type antiferromagnets. The highest temperature is about 1140K. The electron specific heat coefficient obtained by low temperature specific heat measurement is approximately 2mJ/mol-K^2 for equispecific compositions, and is approximately 2mJ/mol-K ^2 for equispecific compositions. The results of the calculations are consistent. The MnIr alloy has the highest growth temperature among Mn-based alloys, and the alloy system has the highest growth temperature among Mn-based alloys. The above results were published in the Journal of the Japanese Physical Society and the Japanese Institute of Applied Magnetics, J. Magn.Mater. and Phys. Rev. B. As a result of magnetization measurement, the cooling effect of L1_0-type MnIr alloy in large magnetic field was determined. The increase of Mn composition is accompanied by the increase of Mn content. The results were published by the Japanese Physical Society. In this year, the preparation, magnetization, electrical resistance and low temperature specific heat measurement of MnRh alloy samples with L1_0 crystal structure were carried out. The alloy system is a B2 structure with structural phase shift at temperatures below room temperature and a permanent magnetic material at room temperature. The electron specific heat coefficient obtained from the low temperature specific heat measurement is about 3mJ/mol-K^2. The calculation results are consistent with each other. These results support the existence of pseudo-ferromagnetic structures in the vicinity of the surface. These results support the existence of pseudo-ferromagnetic antiferromagnetic MnT(T=Ni,Pd,Pt, Ir) alloys in the L10-type MnRh alloys in the order of very stable antiferromagnetic order.