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Mn3+/Mn4+なしの巨大磁気抵抗 ステイキオメトリックパイロクロール Tl2Mn2O7 の二重交換
1M. A. Subramanian and W. J. Marshall, Dupont Central Research and Development, Experimental Station, Wilmington, DE 19880-0328, USA. B. H. Toby, Reactor Radiation Division, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA. A. P. Ramirez, Bell Laboratories, Lucent Technologies, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, NJ 07974, USA. A. W. Sleight, Department of Chemistry, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, USA. G. H. Kwei, Chemistry and Materials Sciences Department, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA.
Science (New York, N.Y.)
|July 5, 1996
まとめ
Tl2Mn2O7における巨大磁気抵抗 (CMR) は,混合ヴァレンンスやヤーン・テラー効果によるものではない. このCMR材料には,磁気順序とスピン変動を含む新しいメカニズムが提案されています.
科学分野:
- 固体物理 固体物理学
- マテリアルサイエンス 材料科学
- マグネチズム (磁気) とは
背景:
- 巨大磁気抵抗 (CMR) は,特定の材料,特に酸化マンガンで観察される特性です.
- 以前の理論では,CMRをペロブスキート構造における混合ヴァレンンスやヤーン=テラー効果などの要因に起因させた.
- Tl2Mn2O7は,CMRを示すピロクロール物質であり,その背後にあるメカニズムの調査を促しています.
研究 の 目的:
- Tl2Mn2O7.7の構造的および電子的性質を解明する.
- Tl2Mn2O7.7におけるマンガンとタリウムの酸化状態を決定する.
- Tl2Mn2O7.7で観測された巨大な磁気抵抗に対する代替メカニズムを提案する.
主な方法:
- 粉末中性子 difraktion を用いた構造分析.
- シングルクリスタルX線 difraktionを用いた構造分析.
- Mn-O結合距離の決定とステキオメトリー.
主要な成果:
- 構造分析により,Tl2Mn2O7.7における理想ステキオメトリーからの偏差は認められなかった.
- CMRを示すLaMnO3ペロブスキートと比較して,かなり短いMn-O距離 (1.90 Å) が観察されました.
- 酸化状態はTl3+) とMn4+) に近いと判断され,Mn3+は排除された.
結論:
- Tl2Mn2O7には,CMRと典型的に関連付けられている混合ヴァレンンスとヤーン=テラーカチオン (Mn3+) が欠けています.
- 観測された構造および電子特性により,CMRの代替メカニズムが示唆されている.
- 提案されたメカニズムは,キュリー温度以上の超交換とスピン変動の散乱によって誘発される磁気オーダーリングを含む.