複合アニオンの配置自由度を利用した高機能磁性絶縁体の探索

• Project Area: Synthesis of Mixed Anion Compounds toward Novel Functionalities
• Project/Area Number: 17H05474
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 青山 拓也 東北大学, 理学研究科, 助教 (80757261)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: マルチフェロイクス / 超伝導 / 複合アニオン / 鉄系化合物 / 強誘電体 / 極性伝導体 / 磁性

Outline of Annual Research Achievements

アニオンを複合化した物質において磁気誘起極性現象の研究を目的とした研究を行なった．これまでに磁気秩序に関連した極性構造の出現が観測されている鉄系化合物を対象とし，複合アニオン化した試料において基礎物性測定・赤外分光測定および粉末中性子回折実験を行い，組成相図中の各領域における電子状態・磁気構造・結晶構造の評価を行った．極性の有無を反映した組成そう教会があることが明らかになり，その組成相境界まで母相の磁気構造を反映していることがわかった．得られた結果を日本物理学会に報告した．現在原著論文を投稿中である．複合アニオン領域の圧力誘起超伝導相の有無を調べることを目的とした圧力下磁化測定の実施のためにダイヤモンドアンビルセルを用いた磁化測定系を立ち上げ，関連物質において超伝導転移に伴う磁化異常を観測した．後期公募研究で引き続き研究を行う．
複数のアニオンを含む極性錯体における圧力下構造相転移および圧力下イオン伝導の測定を行なった．骨格の極性を反映した特異なイオン伝導を観測するともにその圧力依存性を評価した．圧力下のイオン伝導をNMRによってプローブするために共同研究者と圧力下NMR測定系の立ち上げを行なった．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Quantum paramagnet near spin-state transition (2018)
  • Author(s): K. Tomiyasu, N. Ito, R. Okazaki, Y. Takahashi, M. Onodera, K. Iwasa, T. Nojima, T. Aoyama, K. Ohgushi, Y. Ishikawa, T. Kamiyama, S. Ohira-Kawamura, M. Kofu and S. Ishihara
  • Journal Title: Advanced Quantum Technology Volume: 2018 Issue: 3 Pages: 1800057-1800057
  • DOI: 10.1002/qute.201800057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Positive and Negative Two-Dimensional Thermal Expansion via Relaxation of Node Distortions (2018)
  • Author(s): Ohtani Ryo、Yamamoto Riho、Aoyama Takuya、Grosjean Arnaud、Nakamura Masaaki、Clegg Jack K.、Hayami Shinya
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Volume: 57 Issue: 18 Pages: 11588-11596
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01617
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Electric-Field-Induced Reorientation of the Magnetic Easy Plane in a Co-Substituted BiFeO3 Single Crystal (2017)
  • Author(s): Hajime Yamamoto, Yuki Sakai, Kei Shigematsu, Takuya Aoyama, Tsuyoshi Kimura, and Masaki Azuma
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Volume: 56 Issue: 24 Pages: 15171-15171
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b02501
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two-phonon Absorption Spectra in the Layered Honeycomb Compound α-RuCl3 (2017)
  • Author(s): Yoshinao Hasegawa, Takuya Aoyama, Koya Sasaki, Yuka Ikemoto, Taro Moriwaki, Toshiya Shirakura, Riichiro Saito, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 86 Issue: 12 Pages: 123709-123709
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.123709
  • NAID: 210000134609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orbital order and fluctuations in the two-leg ladder materials BaFe 2 X 3 ( X = S and Se) and CsFe 2 Se 3 (2017)
  • Author(s): Kou Takubo, Yuichi Yokoyama, Hiroki Wadati, Shun Iwasaki, Takashi Mizokawa, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizhou He, Kazuki Hashizume, Satoshi Imaizumi, Takuya Aoyama, Yoshinori Imai, and Kenya Ohgushi
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 96 Issue: 11 Pages: 115157-115157
  • DOI: 10.1103/physrevb.96.115157
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Anisotropic magnetodielectric effect in the honeycomb-type magnet α － RuCl 3 (2017)
  • Author(s): Takuya Aoyama, Yoshinao Hasegawa, Shojiro Kimura, Tsuyoshi Kimura, and Kenya Ohgushi
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 95 Issue: 24 Pages: 245104-245104
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.245104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural deformation of the S=1 kagome-lattice compound KV3Ge2O9 (2017)
  • Author(s): E. Takagi, T. Aoyama, S. Hara, H. Sato, T. Kimura, and Y. Wakabayashi
  • Journal Title: PHYSICAL REVIEW B Volume: 95 Issue: 10 Pages: 104416-104416
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.104416
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ハニカム格子物質α-RuCl3の超高速光応答 (2019)
  • Author(s): 天野辰哉, 赤嶺勇人, 川上洋平, 伊藤弘毅, 長谷川慶直, 佐々木宏也, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 梯子型鉄系化合物BaFe2Se3の圧力効果 (2019)
  • Author(s): 菊池遼介, 川島千弦A, 高橋博樹A, 今泉聖司B, 青山拓也B, 大串研也B
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3における基礎物性測定 (2019)
  • Author(s): 今泉聖司, 青山拓也, 佐伯雄大, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 空間反転対称性の破れた磁性体Ba1-xKxMn2As2の磁気輸送現象 (2018)
  • Author(s): 工藤真裕, 江見知俊, 青山拓也, 今井良宗, 木村尚次郎, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] Kitaevスピン液体候補物質α-RuCl3へのアルカリ金属インターカレーション (2018)
  • Author(s): 今野克哉, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 擬一次元梯子型鉄系化合物BaFe2(Se1-xSx)3_の赤外分光 (2018)
  • Author(s): 木村遼太, 今泉聖司, 佐々木宏也, 池本夕佳, 森脇太郎, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] ハニカム格子物質α-RuCl3の超高速光応答 II (2018)
  • Author(s): 天野辰哉, 赤嶺勇人, 大橋拓純, 川上洋平, 伊藤弘毅, 長谷川慶直, 佐々木宏也, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 岩井伸一郎
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 単結晶BaFe2X3_(X=S,Se)の57Feメスバウアー分光法による研究 (2018)
  • Author(s): 冨田健史, 池田修悟, 今泉聖司, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 小林寿夫
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 圧力下における磁性絶縁体の研究 (2018)
  • Author(s): 青山拓也
  • Organizer: 高圧討論会
  • Invited
• [Presentation] 梯子型鉄系化合物 BaFe2Se3 の圧力効果 (2018)
  • Author(s): 菊池 遼介, 川島 千弦, 高橋 博樹, 今泉 聖司, 青山 拓也, 大串 研也
  • Organizer: 高圧討論会
• [Presentation] 梯子型超伝導体AFe2X3(A=Ba,Cs,X=S,Se)の共鳴X線散乱 (2018)
  • Author(s): 田久保耕, 横山優一, 山本航平, 平田靖透, 和達大樹, 岩崎駿, 溝川貴司, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizoh He, 今泉聖司, 青山拓也, 橋詰和樹, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] AFe2X3(A=Ba,Cs,X=S,Se)の電子構造II (2017)
  • Author(s): 田久保耕, 和達大樹, 溝川貴司, Teak Boyko, Ronny Sutarto, Feizoh He, 今泉聖司, 青山拓也, 橋詰和樹, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 中性子とミュオンでみた鉄系梯子型物質BaFe2Se3の動的磁性 (2017)
  • Author(s): 南部雄亮, 鈴木謙介, 羽合孝文, 長尾道弘, 横尾哲也, 伊藤晋一, 岡部博孝, 幸田章宏, 門野良典, 今泉聖司, 橋詰和樹, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 第二高調波発生を用いた梯子型鉄系化合物BaFe2Se3における極性構造の探索 (2017)
  • Author(s): 今泉聖司, 青山拓也, 富樫拓也, 佐藤佳史, 松原正和, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] Kitaevスピン液体候補物質AX3(A = 遷移金属, X = Cl, I)の合成と物性 (2017)
  • Author(s): 長谷川慶直, 青山拓也, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木宏也, 今井良宗, 大串研也
  • Organizer: 日本物理学会