JP2000124521A - 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法 - Google Patents
二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2000124521A JP2000124521A JP10295810A JP29581098A JP2000124521A JP 2000124521 A JP2000124521 A JP 2000124521A JP 10295810 A JP10295810 A JP 10295810A JP 29581098 A JP29581098 A JP 29581098A JP 2000124521 A JP2000124521 A JP 2000124521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atoms
- crystal structure
- perovskite
- double
- site
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/40—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4
- H01F1/401—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4 diluted
- H01F1/407—Diluted non-magnetic ions in a magnetic cation-sublattice, e.g. perovskites, La1-x(Ba,Sr)xMnO3
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
びその製造方法を提案する。 【解決手段】 一般式A2 BB’O6 で表されるペロブ
スカイト型結晶構造をとり、ペロブスカイト型結晶構造
中のAサイトを占めるA原子がSr、同じくBサイトを
占めるB原子およびB’原子がFeおよびReであり、
なおかつFeおよびRe原子がペロブスカイト型結晶構
造中のBサイトを交互に占有した二重整列ペロブスカイ
ト型結晶構造をとることにより、300K(室温)乃至
2Kの全温度域において負の巨大磁気抵抗特性を示すS
r2 FeReO6 が得られ、室温において作動する磁気
センシング素子、およびスピン分極走査型トンネル顕微
鏡に使用される探針等が得られる効果がある。
Description
カイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法に関するもの
である。さらに詳しくいえば、本発明は電気伝導性を有
し、磁気伝導特性およびスピン分極特性を向上させて成
る、スピン分極走査型トンネル顕微鏡に使用される探針
および室温で動作可能な磁気抵抗素子として有用な二重
整列ペロブスカイト型結晶構造をとる酸化物結晶体であ
る二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製
造方法に関するものである。
来、ペロブスカイト型結晶構造をもつ遷移金属酸化物の
物性が再び注目されるようになり、その1つとして、負
の巨大磁気抵抗現象を示すマンガン酸化物結晶体に対す
る研究が精力的に展開されてきた。
抵抗現象は、特に結晶粒界を持たない単結晶において著
しい現象が観測されている。
重整列ペロブスカイト型構造をもつ酸化物の存在は知ら
れており、結晶構造、磁性等については既に研究され、
キュリー温度が400K付近と、室温より十分に高いこ
とが報告されている。
マンガン酸化物単結晶体では、室温から2Kの間の温度
域において、その一部分である磁気転移温度近傍でのみ
負の磁気抵抗効果を示すことが報告されているものの、
その全温度域において磁気抵抗効果を示し、かつ容易に
作製可能な酸化物セラミックスの報告例は少ない。
容易な多結晶体において、しかも室温付近において、磁
気抵抗現象を得ることができ、さらには極低温において
伝導電子のスピン分極率が100%となる磁気抵抗素子
を得ることを目的としてなされたものである。
カイト型酸化物系結晶体について種々研究を重ね、化学
式Sr2 FeReO6 で表わされる二重整列ペロブスカ
イト型構造をもつ酸化物が室温近傍以下2Kまでの全温
度域において負の巨大磁気抵抗効果を示すという、酸化
物セラミックスでは希な現象を見いだした。
研究を進めた結果、極低温においてスピン分極率が10
0%となる電子構造を有することが判明した。
る二重整列ペロブスカイト型構造をもつ酸化物の作製方
法について研究を進めた結果、所定の組成となるように
グローブボックス中で秤量、配合された原料酸化物を、
900℃程度で行う仮焼及び1100℃以上で行う1次
焼成過程を石英管中に真空封入して実施した後、高純度
アルゴン等の不活性ガス気流中1125℃以上において
熱処理することにより、室温以下の全温度領域において
負の巨大磁気抵抗効果が得られることを見いだした。R
eは揮発性の強い元素であることが知られているが、仮
焼及び1次焼成過程を石英管中に真空封入して実施する
ことによって、その後に不活性ガス気流中で熱処理を行
っても、金属元素の組成比は理論値(Sr:Fe:Re
=2:1:1)に一致していることを元素分析によって
確認した。
Sr2 FeReO6 で表わされる酸化物を、900℃程
度で行う仮焼及び1100℃以上で行う1次焼成過程を
石英管中に真空封入して実施した後、高純度アルゴン中
1125℃以上において熱処理することによって、Sr
2 FeReO6 中のFe原子とRe原子が、ペロブスカ
イト結晶構造におけるBサイトを交互に整列して占有
し、室温近傍以下2Kまでの全温度域において負の巨大
磁気抵抗特性を示し、極低温においてスピン分極率が1
00%となる電子構造を有する酸化物セラミックスが得
られるものである。
rO、Fe2 O3 、Re2 O7 、金属Re粉末を、グロ
ーブボックス中で、金属原子及び酸素原子の割合がSr
2 FeReO6 と等しくなる様に秤量し、瑪瑙乳鉢等を
用いて混合した後、φ10mm、厚さ1mm程度の円盤
形状に、約0.3乃至1.0ton/cm2 程度の圧力
で成形した。
素早く真空封入し、900℃で3時間程度仮焼し、室温
まで冷却した。その後、細かく粉砕し、再度φ10m
m、厚さ1mm程度の円盤形状に、約0.3乃至1.0
ton/cm2 程度の圧力で成形した。
管中に真空封入し、1200℃において3時間焼結した
後、室温まで冷却して取り出し、アルゴンガス気流中で
1200℃において3時間熱処理を行った。得られた試
料から1mm×1mm×5mm程度の角柱状の電気抵抗
測定用試料を切り出した。
て、直流四端子法によって電気抵抗率の温度依存性を評
価すると、図3に示す様に、室温以下2Kまでの全温度
域で、磁界を印加するに従って抵抗が減少する負の磁気
抵抗効果が観測された。
び300Kで7T(テスラ)までの磁界を印加して磁気
抵抗効果を測定したところ、図1,図2に示す負の磁気
抵抗曲線が得られた。これを以下の式(1)(2)によ
って磁気抵抗率を求めると、21.1%(4.2K)お
よび7.2%(300K)であった。この計算におい
て、R(H)としては7Tにおける抵抗値を使用した。
またSr2 FeReO6の抵抗の極大値4.2Kにおい
ては0.2Tにおける抵抗値R(0.2)、300Kに
おいては0.05Tにおける抵抗値R(0.05)を使
用した。
て粉末X線回折による分析を行ったところ、この結晶は
a=5.56Å、c=7.90Åをもつ正方晶系結晶で
あることがわかった。また同時に図4に示す様に、2Θ
=19.50゜に(101)として指数付けされるX線
回折ピークを示していることから、Fe原子とRe原子
が、図5に示す様にペロブスカイト結晶構造におけるB
サイトを交互に整列して占有し、二重整列ペロブスカイ
ト構造をとっていることが判明した。この(101)と
して指数付けされるX線回折ピークの、(200)およ
び(112)として指数付けされる最強X線回折ピーク
に対する相対強度はFe原子とRe原子のBサイト内に
おける整列の度合いを示している。図4に示した粉末X
線回折結果をリートベルト解析すると、Fe原子とRe
原子のBサイト内における整列の度合いが97%である
ことが判明した。整列度が97%の試料では、リートベ
ルト解析によって求められる(200)および(11
2)ピークに対する(101)ピークの相対強度比は1
00:25(25%)である。この相対強度比と磁気抵
抗効果の大きさとの間には相関が見られており、整列度
が42%の試料の場合に4.2Kにおいて前記式(1)
によって求めた磁気抵抗効果(MR)は9.5%であっ
た。同じく整列度が24%の試料の場合に4.2Kにお
いて前記式(1)によって求めた磁気抵抗効果(MR)
は5.3%であった。同じく整列度が19%の試料の場
合に4.2Kにおいて前記式(1)によって求めた磁気
抵抗効果(MR)は3.8%であった。これらの結果か
ら、4.2Kにおいて5%以上の磁気抵抗効果(MR)
を保有する素子を得るためには、Fe原子およびRe原
子の整列の度合いが20%以上あることが必要であるこ
とが判明した。
1125℃以下の温度で不活性ガス気流中において熱処
理を行っても、得られた焼結体は室温以下の全温度領域
において負の巨大磁気抵抗効果を示すことは観測されな
かった。また仮焼及び1次焼成過程を石英管中に真空封
入せずに、例えば不活性ガス気流中で行った場合、得ら
れた試料の金属元素組成は目標値とは異なったものとな
っていた。
2 BB’O6 で表されるペロブスカイト型結晶構造をと
り、ペロブスカイト型結晶構造中のAサイトを占めるA
原子がSr、同じくBサイトを占めるB原子およびB’
原子がFeおよびReであり、なおかつFeおよびRe
原子がペロブスカイト型結晶構造中のBサイトを交互に
占有した二重整列ペロブスカイト型結晶構造をとり、室
温から2Kの間の全温度域において負の巨大磁気抵抗特
性を示す酸化物結晶体である磁気抵抗素子を提案するも
のである。しかもこの磁気抵抗素子は、極低温において
スピン偏極率が100%となる電子構造を有するので、
室温において作動する磁気センシング素子、およびスピ
ン分極走査型トンネル顕微鏡に使用される探針等として
適用することができる。また、本発明の製造方法は、所
定の組成となるように配合した組成物を、グローブボッ
クス中で秤量、混合、成形後、石英管中に真空封入して
900℃前後で仮焼した後、同じく石英管中に真空封入
して1100℃以上において1次焼成した後、不活性ガ
ス気流中1125℃以上で熱処理するものであって、製
造が極めて容易である。
2 FeReO6 )の4.2Kにおける磁気抵抗効果を示
すグラフである。
2 FeReO6 )の300Kにおける磁気抵抗効果を示
すグラフである。
2 FeReO6 )の2〜300Kにおける電気抵抗の温
度依存性を示すグラフである。
2 FeReO6 )の室温で測定した粉末X線回折パター
ンを示すチャートである。
ト型結晶構造)中の原子配置を示す斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式A2 BB’O6 で表されるペロブ
スカイト型結晶構造をとり、ペロブスカイト型結晶構造
中のAサイトを占めるA原子がSr、同じくBサイトを
占めるB原子およびB’原子がFeおよびReであり、
なおかつFeおよびRe原子がペロブスカイト型結晶構
造中のBサイトを交互に占有した二重整列ペロブスカイ
ト型結晶構造をとり、負の磁気抵抗特性を示す酸化物結
晶体であることを特徴とする二重整列ペロブスカイト構
造磁気抵抗素子。 - 【請求項2】 Bサイト内におけるRe原子およびFe
原子の整列の度合いが20%以上であることを特徴とす
る請求項1記載の二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗
素子。 - 【請求項3】 Sr2 FeReO6 で表わされる二重整
列ペロブスカイト型構造をもつ酸化物の製造方法であ
り、所定の組成となるようにグローブボックス中で秤
量、配合された原料酸化物を、900℃程度で行う仮焼
及び1100℃以上で行う1次焼成過程を石英管中に真
空封入して実施し、その後更に不活性ガス気流中112
5℃以上で熱処理することを特徴とする二重整列ペロブ
スカイト構造磁気抵抗素子の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10295810A JP3010203B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法 |
US09/277,223 US6137395A (en) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Magnetoresistor with ordered double perovskite structure and method for the production thereof |
DE69937921T DE69937921T2 (de) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Anwendung von einem Magnetowiderstand mit geordneter Doppelperovskitestruktur und deren Herstellungsverfahren |
EP99302347A EP0949694B1 (en) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Use of magnetoresistor with ordered double perovskite structure and method for production thereof |
AT99302347T ATE383663T1 (de) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Anwendung von einem magnetowiderstand mit geordneter doppelperovskitestruktur und deren herstellungsverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10295810A JP3010203B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3010203B1 JP3010203B1 (ja) | 2000-02-21 |
JP2000124521A true JP2000124521A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17825469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10295810A Expired - Lifetime JP3010203B1 (ja) | 1998-03-27 | 1998-10-16 | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3010203B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215145A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Murata Mfg Co Ltd | 強磁性セラミック組成物、ならびにそれを用いて構成される磁気抵抗素子および磁気センサ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101719513B1 (ko) * | 2015-07-08 | 2017-04-04 | 주식회사 포스코 | 도어 구동장치 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10295810A patent/JP3010203B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215145A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Murata Mfg Co Ltd | 強磁性セラミック組成物、ならびにそれを用いて構成される磁気抵抗素子および磁気センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3010203B1 (ja) | 2000-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Effect of La3+ substitution on the phase transitions, microstructure and electrical properties of Bi1− xLaxFeO3 ceramics | |
Chiba et al. | Magnetic and electrical properties of Bi1− xSrxMnO3: hole-doping effect on ferromagnetic perovskite BiMnO3 | |
JP5704383B2 (ja) | 電気磁気効果材料及びその製造方法 | |
JP2685721B2 (ja) | 無粒界型マンガン酸化物系結晶体及びスイッチング型磁気抵抗素子 | |
Sun et al. | Insulator-to-metal transition and large thermoelectric effect in La1− xSrxMnAsO | |
Wang et al. | Effect of annealing atmosphere on the structural and electrical properties of BiFeO3 multiferroic ceramics prepared by sol–gel and spark plasma sintering techniques | |
Lakhani et al. | Effect of Al3+ substitution on the transport properties of copper ferrite | |
Jiang et al. | Influence of Ag doping on electrical and magnetic properties of La0. 625 (Ca0. 315Sr0. 06) MnO3 ceramics | |
Boudaya et al. | Magnetic and magnetoresistance properties in rhombohedral perovskite-type compounds | |
JP4858941B2 (ja) | 磁性体材料の製造方法 | |
Zhao et al. | Enhanced dielectric and multiferroic properties in BaTiO3 doped Bi0. 85Nd0. 15Fe0. 98Mn0. 02O3 ceramics | |
Varalaxmi et al. | Structural, magnetic, DC–AC electrical conductivities and thermo electric studies of MgCuZn Ferrites for microinductor applications | |
Sattar et al. | Study of the dc resistivity and thermoelectric power in Mn-substituted Ni–Zn ferrites | |
Guo et al. | Manipulating the phase transformation temperature to achieve cubic Cu 5 FeS 4− x Se x and enhanced thermoelectric performance | |
JP3010203B1 (ja) | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子及びその製造方法 | |
El Ata et al. | Transport and magnetic permeability study of SrCu2− x/2TixFe16− xO27 W-type hexaferrites | |
EP0732430B1 (en) | Manganese oxide-based single crystal having a laminar structure and method for the preparation thereof | |
US6137395A (en) | Magnetoresistor with ordered double perovskite structure and method for the production thereof | |
JP2981661B2 (ja) | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子 | |
Bose et al. | Magnetocaloric properties of the La0. 7− xYxSr0. 3MnO3 giant magnetoresistance ceramics | |
JP2009234847A (ja) | 層状化合物からなる超伝導体及びその製造方法 | |
Li et al. | Microstructure, Electrical, and Magnetic Properties of ZrO $ _ {2} $ Added MnZn Ferrites | |
Tarhouni et al. | Analysis based on scaling relations of critical behaviour at PM–FM phase transition and universal curve of magnetocaloric effect in selected Ag-doped manganites | |
JP2812913B2 (ja) | 無粒界型マンガン酸化物系結晶体及び低磁場感応性磁気抵抗素子 | |
JP3134196B1 (ja) | 二重整列ペロブスカイト構造磁気抵抗素子とその使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210 Year of fee payment: 9 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |