室温・低磁場で動作する巨大磁気抵抗材料の設計と創製

设计和制造在室温和低磁场下工作的巨磁阻材料

• 批准号: 02F00315
• 负责人: 山内 尚雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00315/
• 关键词: 巨大磁気抵抗効果; 遷移金属酸化物; ペロブスカイト型Mn, Fe, Co酸化物; 湿式化学資料合成法; ゾルゲル法; 複合材料; 超常磁性状態; ペロブスカイト型Mn,Fe,Co酸化物; 溶液試料合成法; 相分離

本研究では、磁気抵抗効果を示すことから磁気デバイスへの応用が期待されるMn酸化物及びFe酸化物について、材料化学的アプローチを用いた材料設計法の構築や、それに基づいた高性能CMR材料の創製を行った。以下に得られた主な研究成果を列挙する。1.TMRダブルペロブスカイト型酸化物における湿式化学合成法の確立トンネル型磁気抵抗(TMR)効果を示すBサイトオーダ型・ダブルペロブスカイト酸化物Sr_2FeMoO_6(SFMO)について、湿式法を用いて前駆体を作製することにより高品質試料の作製に成功した。試料のFe/Mo占有秩序度は95%に達し、この高い秩序度は出発原料の高い均一性によると考えられる。2.ゾルゲル法により合成したSFMO試料における低磁場MR特性の向上ゾルゲル法により合成したSFMO試料において、低磁場領域のMR特性が大幅に向上することを見出した。本試料の77Kにおけるメスバウアー分光の結果より、超常磁性(superparamagnetism)状態を確認した。この結果より、超常磁性と強磁性状態の共存が低磁場MR特性向上に効果的であることが明らかになった。3.複合材料化による低磁場MR特性の向上室温・低磁場でのMR特性向上を目指し、複合材料化の効果を調べた。TMR材料であるSFMOと絶縁体(SiO_2)及び金属(Ag)の複合体において、低磁場MR効果の向上が確認された。また、結晶粒径の異なる2種のSFMO試料を混合した"homocompositc"を作製したところ、通常のSFMO試料に比較して約2倍の低磁場MR効果が得られた。4.超高圧アニール試料の磁気及びMR特性CMR材料であるLa_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3について、5GPa,500℃での超高圧アニール処理により広い温度範囲で低磁場MR特性の向上が得られた。超高圧アニールに伴うMR効果の増大は、絶縁性トンネル障壁が薄くなること、及び結晶粒が小さくなることが原因であると考えられる。

This study is intended to demonstrate the effects of magnetic field resistance on the development of high performance CMR materials based on the expected application of Mn and Fe oxides in the field of material chemistry. The main research results are listed below. 1. The wet chemical synthesis method was successfully used to establish the TMR effect of Sr_2FeMoO_6(SFMO). The Fe/Mo content of the sample reaches 95%, and the high order of the sample produces high homogeneity of the raw material. 2. The MR characteristics of SFMO samples in low magnetic field are greatly improved by the method of synthesis. The results of spectroscopy at 77K for this sample show that the state of supermagnetism is confirmed. As a result, the blue shift of the ferromagnetic state and the magnetic resonance characteristics of the low magnetic field are upward. 3. MR Characteristics of Composite Materials in Low Magnetic Field at Room Temperature and Low Magnetic Field TMR material is composed of SFMO, insulator (SiO_2) and metal (Ag), and MR effect of low magnetic field is confirmed. Two kinds of SFMO samples with different crystal particle sizes were mixed and prepared. Compared with ordinary SFMO samples, MR results with low magnetic field were obtained. 4. Magnetic and MR Properties of Ultra-High-Voltage Samples for CMR Materials: La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3, 5GPa,500℃ Ultra-High-Voltage Materials Processing, Low Magnetic Field MR Properties High voltage high voltage

项目成果

Y.H.Huang, I.Linden, H.Yamauchi, M.Karppinen: "Simple and efficient route to prepare homogeneous samples of Sr_2FeMoO_6 with a high degree of Fe/Mo odere"Chemistry of Materials. (Revised). (2004)

Y.H.Huang、I.Linden、H.Yamauchi、M.Karppinen：“制备具有高 Fe/Mo odere 程度的 Sr_2FeMoO_6 均质样品的简单有效的途径”材料化学。