Study of electron-doped manganite single crystals using high-pressure synthesis methods

高压合成法制备电子掺杂锰酸盐单晶的研究

• 批准号: 22740244
• 负责人: SAKAI Hideaki
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22740244/
• 关键词: 強相関電子系; マンガン酸化物; 高圧合成法; 磁性半導体; マルチフェロイック; 軌道秩序; 強誘電転移; ソフトフォノン; 変位型強誘電体; 電気磁気効果; スピン-フォノン結合; ペロブスカイト型マンガン酸化物; 高圧合成; 非弾性エックス線散乱; 二重交換模型; ヤーン・テラー効果; ポーラロン; 超巨大磁気抵抗効果; 反強磁性金属; 電子-格子相互作用; SrMnO3

So far, there have been few studies on "electron-doped" manganites, the Mn valence of which is close to 4+. By using high-pressure synthesis methods, recently, we succeeded in synthesizing the single crystals of SrMnO_3, which is a parent compound with Mn^<4+> ions. In this project, by controlling the carrier number and/or lattice constant with partial substitution of Sr ions, we have revealed the overall features of electronic and lattice states for the electron-doped manganites. In particular, we have found a novel insulator-metal transition accompanied by a magnetic transition, which is controllable with 1% carrier doping. Furthermore, we have discovered a ferroelectric transition with off-center Mn^<4+> ions by substituting Sr ions with Ba ions. The ferroelectric properties are much nicer than those for the conventional multiferroic materials. These materials would be quite promising for future spintronic technology.

迄今为止，对于Mn价态接近4+的“电子掺杂”锰酸盐的研究还很少。最近，我们采用高压合成方法，成功合成了Mn^4+离子母体化合物SrMnO_3单晶。在该项目中，通过部分取代Sr离子来控制载流子数量和/或晶格常数，我们揭示了电子掺杂锰氧化物的电子和晶格态的整体特征。特别是，我们发现了一种伴随磁转变的新型绝缘体-金属转变，该转变可通过 1% 的载流子掺杂进行控制。此外，我们通过用Ba离子取代Sr离子发现了具有偏心Mn^<4+>离子的铁电转变。铁电性能比传统的多铁材料好得多。这些材料对于未来的自旋电子技术来说非常有前途。

项目成果

(Sr,Ce)MnO3の一次元的軌道鎖における電荷秩序

(Sr,Ce)MnO3 一维轨道链中的电荷顺序

• 发表时间: 2011
• 作者: 古石貴裕,泰岡顕治;X.C.Zeng;藤川茂紀;西野晃徳・今村卓史・羽田野直道;H. Iwasawa;酒井英明
• 通讯作者: 酒井英明

Critical-state Jahn-Teller polarons in electron-doped cubic SrMnO_3 : isotropic metal versus chainlike ordering

电子掺杂立方 SrMnO_3 中的临界状态 Jahn-Teller 极化子：各向同性金属与链状有序

• 发表时间: 2010
• 作者: 古石貴裕,泰岡顕治;X.C.Zeng;藤川茂紀;Ryuji OKAZAKT;Sakai H
• 通讯作者: Sakai H

Emergent phenomena in perovskite-type manganites

• DOI: 10.1016/j.physb.2012.01.006
• 发表时间: 2012-06
• 期刊: Physica B-condensed Matter
• 影响因子: 2.8
• 作者: Y. Taguchi;H. Sakai;D. Okuyama;S. Ishiwata;J. Fujioka;T. Fukuda;D. Hashizume;F. Kagawa;Y. Takahashi;R. Shimano;Y. Tokunaga;Y. Kaneko;A. Nakao;H. Nakao;Y. Murakami;K. Sugimoto;M. Takata;K. Yamauchi;S. Picozzi;A. Baron;T. Arima;Y. Tokura

反強磁性モット絶縁体Sr1-xBaxMnO3における量子常誘電-強誘電転移

反铁磁莫特绝缘体 Sr1-xBaxMnO3 中的量子顺电-铁电转变

• 发表时间: 2011
• 作者: H.Iwasawa;et al.;酒井英明
• 通讯作者: 酒井英明

Ferroelectricity with Mn4+ displacement in antiferromagnetic Mott insulator Sr1-xBaxMnO3

反铁磁莫特绝缘体 Sr1-xBaxMnO3 中 Mn4 位移的铁电性

• 发表时间: 2011
• 作者: Koichiro Kato;Takashi Koretsune andSusumu Saito;Hideaki Sakai
• 通讯作者: Hideaki Sakai