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 で は, magnetic 気 resistance unseen fruit を す こ と か ら magnetic 気 デ バ イ ス へ の 応 with が expect さ れ る Mn acidification and び acidification of the Fe content に つ い て, material chemistry ア プ ロ ー チ を with い た の material design method to construct や, そ れ に base づ い た の CMR high performance material created を line っ た. The following に gives the られた main な research results を column 挙する. 1. TMR ダ ブ ル ペ ロ ブ ス カ イ ト type acidification content に お け る wet chemical synthesis の establish ト ン ネ ル type magnetic 気 resistance (TMR) working fruit を shown す B サ イ ト オ ー ダ type, ダ ブ ル ペ ロ ブ ス カ イ ト acidification content Sr_2FeMoO_6 (SFMO) に つ い て, wet method を い て 駆 body を before making す る こ と に よ り try the high quality The production of the sample に successful た. The order degree of Fe/Mo in the test material is <e:1> 95%に reaching によると, <s:1> <s:1> high <s:1> order degree <e:1> of the output raw material <s:1> high <s:1> uniformity によると examination えられる. 2. ゾ ル ゲ ル method に よ り synthetic し た SFMO sample に お け る low field MR characteristics の upward ゾ ル ゲ ル method に よ り synthetic し た SFMO sample に お い て, の MR low magnetic field property が に sharply upward す る こ と を shows し た. This sample の 77 k に お け る メ ス バ ウ ア ー spectral の results よ り, supernormal magnetic (superparamagnetism) state を confirm し た. The <s:1> よ results of よ よ, the coexistence of supermagnetic と and strong magnetic states <e:1>, and the が low magnetic field MR Characteristics have an upward に effect on the である とが とが とが とが of ら, ら and になった. 3. Composite materialization による low magnetic field MR Characteristics <e:1> upward room temperature · low magnetic field で <s:1> MR Characteristics upward を eye point, composite materialization <s:1> effect を adjustment べた. TMR material で あ る SFMO と never try body (SiO_2) and (Ag) の び metal complex に お い て, low field MR unseen fruit の upward が confirm さ れ た. ま た, crystal grain size の different な る two の SFMO sample を mixed し た "homocompositc" を cropping し た と こ ろ, usually の SFMO sample に compare し て about 2 times の low field MR fruit comes unseen が ら れ た. 4. Ultra-high 圧 ア ニ ー ル sample の magnetic 気 and び MR CMR materials で あ る La_ < 0.7 > Sr_ < 0.3 > MnO_3 に つ い て, 5 gpa, 500 ℃ で の ultra-high 圧 ア ニ ー ル 処 Richard に よ り hiroo い temperature fan 囲 で low field MR characteristics の が upward to ら れ た. Ultra-high 圧 ア ニ ー ル に with う MR unseen fruit の raised large は, never try ト ン ネ ル thin barrier が く な る こ と and び small crystals が さ く な る こ と が reason で あ る と exam え ら れ る.

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。