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2011 Fiscal Year Annual Research Report

新規層状構造化合物の創製とその遍歴電子物性

Research Project

Project/Area Number 11J00883
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

太田 寛人  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教

Keywords強相関電子系 / 磁性 / 層状化合物 / 電子物性
Research Abstract

年度途中における所属の変更があったため、コバルト酸化物に関する研究は研究環境の整備が間に合わず、実行まで至らなかった。そこでもう一方の研究目的であったコバルトニクタイドに研究を集中して行った。その結果、コバルト砒化物であるSrCo_2As_2およびSr_2ScO_3CoAsの合成に成功した。これらの物質のCoAs面間距離はこれまで研究して来たLaCoAsOに比べてSrCo_2As_2では短く、Sr_2ScO_3CoAsでは約2倍と長い。一般的にハイゼンベルグ・モデルにおいて磁気秩序が実現するには三次元的な相互作用が働く必要があり、純粋な二次元では磁気秩序が実現しない。今回研究した層状化合物では積層面内で比較的強い相互作用が働く一方で、面間の相互作用は面間距離に依存し、近いほど磁気秩序に有利であると考えられる。しかし、磁化測定の結果、SrCO_2As_2では磁気秩序が低温まで見られず、磁気的なパラメータからも強磁性に近い金属であることが分かった。一方で、Sr_2ScO_3CoAsではLaCoAsOとほぼ同じ温度(約60K)において強磁性転移が観測された。今回の結果から二つの点が推測される。一つは、Sr_2ScO_3CoAsとLaCoAsOが良く似た強磁性秩序を示すことから、面間距離はLaCoAsOで十分はなれており、面間距離とは無関係に強磁性秩序のパラメータが決まっている。もう一つは、SrCo_2As_2は他の二つの物質とは電子状態が異なっており、単純に比較できない点である。前者に関しては、遍歴電子系においても磁気秩序に次元性が重要であるはずなので、何らかの方法で非二次元性を得ていると考えられる。そのメカニズムの解明が重要であるが、今年度の研究では解明に至らなかった。後者に関しては、SrCo_2As_2を含む122系化合物は先に揚げた他の二つの物質と比べて特異な電子状態にある可能性がある。関連物質であるSrCo_2P_2において最近、二段階の遍歴電子メタ磁性転移が観測されており、特異な電子状態の現れた例であると考えられる。この点に関しても本研究内で解明には至らなかったが、先の非二次元性の問題も含めて遍歴電子強磁性の研究において解決すべき課題である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Determination of the Co valence in bilayer hydrated superconducting Na_xCO_<2^-> yH_2O by soft x-ray absorption spectroscopy2011

    • Author(s)
      太田寛人
    • Journal Title

      Physical Review Latters

      Volume: 107 Pages: 066404(1-5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.107.066404

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large Magnetoresistance Effects in LnCoAsO with a Ferromagnetic-Antiferromagnetic Transition2011

    • Author(s)
      太田寛人
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 84 Pages: 134411(1-5)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.84.134411

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Successive magnetic transitions and static magnetic order in RCoAsO (R=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd) confirmed by muon-spin rotation and relaxation2011

    • Author(s)
      太田寛人、杉山純
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 84 Pages: 184421(1-10)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コバルトニクタイド系における新物質の探索2012

    • Author(s)
      太田寛人
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] コバルトニクタイド化合物の物性2011

    • Author(s)
      太田寛人
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-22

URL: 

Published: 2013-06-26  

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