Colossal magnetoresistance is the phenomenon that electrical resistance noticeably changes by applying magnetic field. The perovskite type Mn oxide is famous for showing this colossal magnetoresistance. This effect can explain by double-exchange interaction. The d orbital of Mn ions degenerate in e_g orbital and t_2g orbital, and conductive electrons of the e_g orbital gets possible to move freely by doping. Herewith electrical resistance of the oxide decreases and the oxide transfers Mott insulator (antiferromagnet) to ferromagnet. It is double-exchange interaction. On applying magnetic field, the aspect of spins in the Mn ion is aligned and ferromagnetic phase is stabilized, so large colossal magnetoresistance is appeared.

Here, the author picked up Me_xMn_1-xS. This sulfide takes NaCl structure which is the core of the perovskite structure, and Mn ion is surrounded by Sulfur, not oxygen. I introduce the result of electrical resistance measurement and magnetization measurement about this Me_xMn_1-xS.

超巨大磁気抵抗とは磁場を印加することにより電気抵抗が急激に変化する現象である。ペロブスカイト型Mn酸化物はこの超巨大磁気抵抗効果を示すことで有名である。この効果は二重交換相互作用によって説明が付く。Mnイオンd軌道はe_g軌道とt_2g軌道に縮退しており、ドープによりe_g軌道上の伝導電子が自由に動けるようになる。これにより電気抵抗が減少し、モット絶縁体(反強磁性絶縁体)から強磁性金属に転移する。これが二重交換相互作用である。磁場を印加することによってMnイオンのスピンの向きを揃えることにより強磁性層が安定化し大きな超巨大磁気抵抗効果を示す。

ここで、Me_xMn_1-xSを取り上げる。この硫化物はペロブスカイト構造のコアとなっているNaCl構造をとっており、Mnが酸素でなく硫黄に囲まれる形になっている。このMexMn1-xSについての電気抵抗測定、磁化測定の結果を発表する。

• G. A. Petrakovskii et al., JETP Lett. 72, 70 (2000)
• Y. Morimoto et al., Nature 380, 141 (1996)