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Magnetic properties and ferromagnetic microstructures in Al-doped La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$

アルミニウムドープしたLa$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$の磁性と微細構造

森 茂生*; 吉留 和弘*; 永峰 佑起*; 戸川 欣彦*; 吉井 賢資; 竹中 康司*

Mori, Shigeo*; Yoshidome, Kazuhiro*; Nagamine, Yuki*; Togawa, Yoshihiko*; Yoshii, Kenji; Takenaka, Koshi*

ぺロスブスカイトマンガン強磁性酸化物La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$のマンガンサイトにアルミニウムをドープした場合の磁性の変化について、磁化測定とローレンツ顕微鏡を使って調べた。x=0.175でアルミ置換量5%のLa$$_{0.825}$$Sr$$_{0.175}$$Mn$$_{0.95}$$Al$$_{0.05}$$O$$_{3}$$は、116Kで菱面体晶から斜方晶への転移が起こることがわかった。この転移温度以下では、強磁性磁化の微かな減少が見られた。また、ローレンツ顕微鏡観察からは、この転移に伴い、強磁性ドメインにはストライプパターンが出現することがわかった。この試料の帯磁率測定からは、65K以下で帯磁率ピークの周波数依存性が見られた。これらの実験結果などから、非磁性のアルミニウムイオンをマンガンに置換した場合の磁性に関する影響について考察する。

Doping effect on ferromagnetic (FM) properties in perovskite manganites La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$ (x=0.175) were investigated by low-temperature Lorentz transmission electron microscopy (TEM), in combination with the conventional magnetic measurements. It is found that La$$_{0.825}$$Sr$$_{0.175}$$Mn$$_{0.95}$$Al$$_{0.05}$$O$$_{3}$$ exhibits a structural phase transition from the rhombohedral to orthorhombic structures at Ts$$sim$$116 K. During the rhombohedral-to-orthorhombic transition, the FM domain structures changed from the macroscopic FM domains to the FM ones with the wavy stripe pattern. The ac magnetic measurements also revealed that La$$_{0.825}$$Sr$$_{0.175}$$Mn$$_{0.95}$$Al$$_{0.05}$$O$$_{3}$$ shows unconventional magnetic behaviour at low temperature below 65 K. Partial substitution of non-magnetic Al$$^{3+}$$ for Mn$$^{3+}$$ has some influence on magnetic ordering and double-exchange interaction, which should induce insulator behaviour in the orthorhombic phase.

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