室温・低磁場で動作する巨大磁気抵抗材料の設計と創製

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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。