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超大磁电阻锰氧化物中的金属－绝缘体一级相变的普适性
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超大磁电阻（CMR）材料由于具有丰富的物理现象和广阔的应用前景而引起人们的极大研究兴趣，是目前凝聚态物理研究的前沿之一。由于单晶材料排除了一般多晶块材中存在的晶畴大小、不同取向以及晶界对物理性质的影响，所观察到的现象往往是材料内禀性质的反映，是研究现象的物理机制的理想对象。 中科院物理所磁学国家重点实验室M04组李庆安研究员近年来开展了CMR单晶材料的研究。最近，他与美国阿贡国家实验室的同行合作，针对磁性主导的体系其金属态到绝缘体如何相变的问题，采用电、磁测量，并结合同步辐射X射线衍射等先进手段研究了具有双条状电荷/轨道有序的La0.8Sr2.2Mn2O7单晶的输运性质与磁性及结构的关系。发现了该层状锰氧化物在温度约为160K时从电荷/轨道有序到金属态的一级相变，零磁场电导率在相变前后的变化量比目前已报道的CMR材料变化最高值大100倍左右，这在锰酸盐氧化物中是第一例从电荷/轨道有序到金属态的零磁场相变；用所得的结果及细致的分析，进而证实了在磁和电导强耦合的金属态到绝缘体（MIT）的相变中，一级相变是一个普遍现象。这项研究以相邻锰离子自旋方向变化为手段调制MIT相变，而不必改变离子间的距离，开拓了该类相变研究的新思路，是CMR材料研究领域的重要进展。 相关的研究结果发表在2006年的Physical Review Letters 96, 087201 (2006), 相关的前期工作发表在Physical Review B 69, 014409 (2004) 和 Physical Review B70, 014406 (2004)上。 |
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