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物理:マンガン酸化物の電子的にソフトな相

Nature 433, 7026 doi: 10.1038/nature03300

マンガン酸化物の超巨大磁気抵抗現象は、電子的、磁気的および構造的に異なる秩序を持つ結晶相が競合して生じるものと考えられている。この競合は十分強いため、金属強磁性変調状態と絶縁性電荷変調状態への相分離が起こることがある。さらに、多数のマンガン酸化物で相図が詳細に研究され、磁性と電荷変調の2つの秩序パラメーターが予想に反して共存する複雑な相が見出されている。本論文では、このような実験結果が現象論的なギンツブルグ−ランダウ理論の枠内でうまく説明できることを示す。相分離は無秩序性が原因となって起こるとするモデルや、歪が引き起こす現象とみなすモデルとは異なり、新しい熱力学相では磁気変調と電荷変調が共存すると考える。この共存から、実験結果と定性的に一致する多様な平衡状態の相図が得られる。このモデルがうまくいった理由は、これら物質における電荷変調の本質を、基本的に局在した「電荷密度波」の描像からより広がった「電荷密度波」の描像に変えて解釈した点にある。対称性を入れた同様の理論は、電荷秩序と磁気秩序が共存する状態がエネルギー的に有利であることを示しており、競合する相を持つ多数の電子系でも成立するだろう。その結果生じる不整合、不均一で混合した秩序を持つ物質の「電子的にソフトな」相は相関系の一般的な現象と考えられる。

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