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物理:ペロブスカイト型マンガン酸化物における歪に誘起された金属−絶縁体相共存

Nature 428, 6981 doi: 10.1038/nature02364

La1-x-yPryCaxMnO3などペロブスカイト型マンガン酸化物では同一試料中に明瞭に異なる金属性と絶縁性の電子相が共存する。この共存は研究者が物質の電子特性を調整するツールとなる。特に、これら物質の巨大磁気抵抗、すなわち磁場中における抵抗率の急激な低下は、ナノメートルスケールやマイクロメートルスケールの不均一性として見られる組織と密接に関係している。さまざまな高分解能プローブにより蓄積されたデータはあるが、このような不均一性の存在に関する理論的な理解は依然不足している。今まで調べられた機構はほとんど電子機構と化学無秩序性に基づいているが、統一した描像で多重スケールの多相共存を記述するには不十分である。さらに、マンガン酸化物では格子変形や長距離歪が重要になることが知られている。本論文では、電子自由度と弾性自由度が強く結合した系に固有の複雑性がこの組織化の原因になることを示した。これによって局所的エネルギーが得するような配置が生じ、ナノメートルスケールとマイクロメートルスケールの両方にわたって自己組織化した不均一性が自然に導かれる。この機構は、さまざまな実験結果を理解し、金属相と絶縁相のナノスケールパターンのエンジニアリングを行う基礎となる。

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