| Project/Area Number |
22H00343
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥42,900,000 (Direct Cost: ¥33,000,000、Indirect Cost: ¥9,900,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2023: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
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| Keywords | スピントロニクス / 高圧合成 / ペロブスカイト型酸化物 / 準安定強相関物質 / らせん磁性 / 第一原理計算 / 強相関電子系 / 遷移金属酸化物 / 異常高原子価鉄酸化物 / トポロジカル磁性 / スピン電荷秩序 / フラストレーション |
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| Outline of Research at the Start |
超高圧によって安定化される異常高原子価遷移金属酸化物では、磁性イオンのd軌道と酸素p軌道との強い混成を反映した特異な磁性や磁気輸送現象を示す。これらは未知のスピントロニクス機能を示す可能性を秘めているが、高圧合成の困難さ故に戦略的な開拓は進んでいない。本研究では、第一原理計算による構造予測を援用し、異常高原子価状態にある遷移金属や価数不安定性をもつ希土類金属を内包する酸化物及びカルコゲナイド・ニクタイドの高圧合成と、磁場中トランスポート測定による新奇スピントロニクス機能の探索を進める。さらに、放射光X線を用いた結晶構造及び電子状態の解明を通じて、準安定スピントロニクス材料の戦略的開拓を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, new metastable perovskite-type oxides showing anomalous magnetism such as topological helimagnetic states were obtained by high-pressure synthesis. In particular, the synthesis of a new A-site ordered perovskite (Ca,Ba)FeO3 is a pioneering achievement in the design and development of metastable helical magnetic materials based on the visualization of the synthetic pathway using first principles calculations. In addition, two new perovskite-type oxides (Sr1-xBax)2/3La1/3FeO3 and Ba1-xLaxFeO3 were successfully obtained by systematic high-pressure synthesis, and detailed physical property measurements, including Mossbauer spectroscopy, revealed new spin and charge-ordered states, reflecting the coexistence and competition of helical magnetism and charge disproportionation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、高圧合成により複数の準安定ペロブスカイト型鉄酸化物を創製し、新たならせん磁性相やスピンと電荷の自由度が共存・競合する磁気相を見出した。特に(Ca,Ba)FeO3系では、第一原理計算に基づく合成経路の可視化を通じて新たなAサイト秩序型構造を得ることに成功しており、これまで主に経験と勘に基づいていた固体化学的物質開拓を革新するという点で、特に学術的意義の大きな成果だと言える。
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