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図
4 ‑ 2
焼鈍温度の変化1
こ対する電気抵抗の可逆的変化.OED
は図 4‑2
の 右 端 の ・ に 対 応 し た 測 定 値.は予備焼鈍後，焼鈍温度を 下 げ て 行 っ た と き の 抵 抗 の 変 化 で ， 黒 丸 (・)は引き続き焼鈍温度を上げて行ったときのものである.両者の 抵抗値は
580K
から643K
の 温 度 範 囲 で 同 ー の 直 線 上 を 変 化 し て い る .しかし，
580K
以下の温 度 で は 抵 抗 は こ の 直 線 か ら は ず れ て一定に な る . こ こ で ， 昇 温 過 程 と 降 温 過 程 で 抵 抗 値 が 同 じ 直 線 上 を 変 化 す ることは， この間の各温度においては1.2 k s
の 焼 鈍 時 間 内 に そ れ ぞ れある一定の 電 気 抵 抗 の レ ベ ル が 可 逆 的 に 達 成 で き る こ と を 示 し て い る . す な わ ち 電 気 抵 抗 が 焼 鈍 温 度 の 変 化 に 対 し て 可 逆 的 に 変 化 す ることを示すものである.図 4‑2は図 4‑1
において643K
で1.2 k s
焼鈍(図中の右端の・に対応)した試料を引き続き5 8 3 K
で6 k s
焼 鈍 後，再び643K
で 焼 鈍 し た と き の 抵 抗 の 時 間 変 化 を 示 し た も の で あ る . 明 ら か に 可 逆 性 が 認 め ら れ る . 構 造 に 敏 感 な 物 性 が 可 逆 的 変 化 を 示 す と い う こ と は ア モ ル フ ァ ス 構 造 が 可 逆 的 な 変 化 を 起 こ し て い る こ と を 意 味 し て い る . こ の よ う な 現 象 は 結 晶 合 金 に お け る 規 則一 不規則変態に類似しており， こ の 可 逆 的 な 構 造 変 化 は ア モ ル フ ァ ス 構 造 の 化 学 的 短 範 囲 規 則 性 の 変 化 を 考 え る こ と に よ っ て 理 解 す る こ とができる.すなわち，580K
以上の温度では1.2 k s
の 焼 鈍 時 間 内 に 各 温 度 に お け る 安 定 な 化 学 的 短 範 囲 規 則 性 が 達 成 さ れ る た め に 電 気 抵抗の可逆的な変化が観測される.これに対して580K
以下では，温度が低すぎるために1.
2 k s
の 焼 鈍 で は 短 範 囲 規 則 化 が 十 分 に 起 こ る こ と が で き ず ， そ の 結 果 ， 電 気 抵 抗 は 可 逆 的 変 化 の 直 線 か ら ず れ て変化しなくなる. したがって，580K
以 下 の 温 度 で も 長 時 間 焼 鈍﹁ ヘ
υF
hυ
すれば各温度における安定な化学的短範囲規則性が達成され， 電 気 抵抗は可逆的変化の直線 上 に 乗 っ て く る も の と 考 え ら れ る .
ここで， 本アモルフ ァス 合 金 の 場 合 ， 図 か ら 明 ら か な よ うに 焼 鈍 温度の減少に伴う 化学的 短 範 囲 規 則 化 の 進 行 に よ って
77K
での電安 抵抗は減少する。ち な み に 電 気 抵 抗 の 可 逆 的 変 化 を 示 す 直 線 の 傾 き は1.2 x l 0 ‑
5K ‑
1で あ る . こ れ ま で に 報 告 さ れ て い る こ の よ う な 電 気 抵抗の可逆 的 変 化 は ， ほ と ん ど が 複 数 の 遷 移 金 属 を 含 む ア モ ル フ ァス合金に関するものである. し か も ほ と ん ど の 場 合 ， 抵 抗 の 可 逆 的 変 化 を 示 す 直 線 は 焼 鈍 温 度 に 対 し て 負 の 傾 き を 示 す . す な わ ち 焼 鈍 狙度 の 減 少 に 伴 う 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 の 進 行 に よ っ て 電 気 抵 抗 は 増 加 す る . 現 時 点 で は ， 遷 移 金 属 と し て
F e
原 子 の み を 含 む ア モ ル フ ァ ス合金で正の傾きを示すのは，F e ‑ B ‑ S i
系 合 金 が 唯一のものである.結晶合金の規則一不 規 則 変 態 に お い て も 規 則 化 に 伴 っ て 電 気 抵 抗 が 増 加 す る 合 金 と 減 少 す る 合 金 が あ り ， 同 様 の 現 象 が ア モ ル フ ァ ス 合 金で起こっても不思議ではない.また，本アモルファス合金の場合，
焼 鈍 温 度 の 変 化 に 対 す る 電 気 抵 抗 の 可 逆 的 変 化 量 が こ れ ま で に 報 告 さ れ て い る 他 の ア モ ル フ ァ ス 合 金 の そ れ に 比 べ て 極 め て 小 さ い こ と は注目に値する.
ところで構造緩和による電気抵抗の変化には， トポロジカルな短
範 囲 規 則 化 に よ る 効 果 と 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 に よ る 効 果 の 両 方 が 含 まれている. こ れ ら の 効 果 は ま っ た く独 立 し た も の で は な く相 互 に 依存していると考えられる. しかしながら図
4 ‑ 1
お よ び 図4 ‑ 2
に示したように化学的 短 範 囲 規 則 化 に よ る 電 気 抵 抗 の 可 逆 的 変 化 が 観 測 さ れ た こ と は ， 予 備 焼 鈍 に よ り ト ポ ロ ジ カ ル な 短 範 囲 規 則 化 が ほ ぼ 終 わ っ て し ま い ， つ ぎ の 等 時 間 焼 鈍 で は ト ポ ロ ジ カ ル な 短 範 囲 規 則 化 に よ る 電 気 抵 抗 へ の 寄 与 が ほ と ん ど な か っ た た め と 考 え ら れ る . こ の こ と は ， 等 時 間 焼 鈍 の 過 程 に お い て は 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 の速度がトポロジカルな短範囲規則化の速度に比べて十分に速く，
近 似 的 に 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 の 状 態 が ト ポ ロ ジ カ ル な 短 範 囲 規 則 化
の状態には依存しないとみなしてよいことを意味している. 一方，
予備焼鈍中においては化学的短範囲規則性の変化は， トポロジカル
な 短 範 囲 規 則 性 の 大 き な 変 化 の な か に 隠 さ れ て 観 測 す る こ と は で き ない. し か し ， 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 の 結 果 は 予 備 焼 鈍 に よ っ て 得 ら れ る 電 気 抵 抗 の 擬 平 衡 値 の 焼 鈍 温 度 に よ る 差 と し て 観 測 さ れ る .
つ ぎ に ， 電 気 抵 抗 の 可 逆 的 変 化 を 伴 う 化 学 的 短 範 囲 規 則 化 過 程 の 焼 鈍 温 度 お よ び 焼 鈍 時 間 依 存 性 に つ い て 検 討 す る . 図 4‑3は，
Fe78 B7 Si 15および:Fe75BIOSi15ア モ ル フ ァ ス 合 金 を ， そ れ ぞ れ623K で30ks(Fe7 8 B7 Si15)あるいは24ks(Fe75BI0Si15)予備焼鈍した後，
図 に み る よ う に 温 度 を サ イ ク リ ッ ク に 変 化 さ せ て 焼 鈍 し な が ら 電 気 抵 抗 の 時 間 変 化 を 測 定 し た 結 果 で あ る . 電 気 抵 抗 の 測 定 は す べ て 液 体窒素中(11K)で 行 っ た . 心 ず れ の 合 金 に お い て も 各 焼 鈍 温 度 に 対 し て 電 気 抵 抗 の 擬 平 衡 値 が 存 在 す る . ま た . 焼 鈍 温 度 を623Kに戻 す と 電 気 抵 抗 は ， そ れ 以 前 の 状 態 す な わ ち ど の 温 度 で 電 気 抵 抗 が 擬 平衡値をとるまで焼鈍したかによらず， 623 Kに 対 す る 擬 平 衡 値 を
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