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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development and mechanism elucidation of oxide half-metal with the transition temperature higher than 600 K

Research Project

Project/Area Number 16H04501
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

山浦 一成  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (70391216)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻本 吉廣  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (50584075)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords2重ペロブスカイト / 高圧合成
Outline of Annual Research Achievements

次世代ハードディスクに記録される超高密度なデジタル情報(2Tbit/inchi^2以上)を正確に、かつ高速に読取るためには、磁気ヘッドの革新が必須と思われる。ホイスラーハーフメタルを中核とする新型部材の開発が進展している一方で、酸化物ハーフメタルへの期待も高い。現状では、代表的なペロブスカイト型(La2/3Sr1/3MnO3)でも磁気転移温度が360 K程度と低く、転移温度の向上が課題となっている。
2018年度は、これまでの研究過程で発見された3重ペロブスカイトBa3CuOs2O9の磁気転移温度の顕著な向上に着目した。一般的な固相反応法で合成したBa3CuOs2O9は六方晶の結晶構造を特徴とする反強磁性体(磁気転移温度:約47K)だが、高圧法で合成すると、磁気転移温度が290Kに向上した。その向上機構を調査するために結晶構造を精密化した結果、化学組成に変化はなかったが、結晶内の磁性元素の分布の様子が大きく変化したことが明らかになった。磁気転移温度の向上は、おそらく磁気交換相互作用が増強されたたためと推定された。合わせて第一原理的計算によるハーフメタル性に関する電子状態の調査も検討したが、磁性元素の配列の一部に不規則が強く、計算上の困難さを伴うため、実施できなかった。
この新規合成されたBa3CuOs2O9の特徴として大きな保磁力を挙げることができる。5K の低温では7Tの測定レンジを超える保磁力を示し、その強い保持機構の解明を通してハード磁性体の新規材料開発の指針が得られる可能性があったが、室温では保磁力がほぼ消滅するため、さらなる転移温度の向上が望まれた。

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

    (14 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] Sun Yat-sen University/Beijing Synchrotron Radiation Facility/Max Planck Inst for Solid State Chem(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Sun Yat-sen University/Beijing Synchrotron Radiation Facility/Max Planck Inst for Solid State Chem
  • [Journal Article] Evolution of the Magnetic Excitations in NaOsO3 through its Metal-Insulator Transition2018

    • Author(s)
      Vale J.G.、Calder S.、Donnerer C.、Pincini D.、Shi Y.G.、Tsujimoto Y.、Yamaura K.、Sala M. Moretti、van den Brink J.、Christianson A.D.、McMorrow D.F.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 227203

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.227203

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crossover from itinerant to localized magnetic excitations through the metal-insulator transition in NaOsO32018

    • Author(s)
      Vale J.G.、Calder S.、Donnerer C.、Pincini D.、Shi Y.G.、Tsujimoto Y.、Yamaura K.、Moretti Sala M.、van den Brink J.、Christianson A. D.、McMorrow D. F.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 97 Pages: 184429

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.184429

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis, Crystal Structure, and Optical Properties of Layered Perovskite Scandium Oxychlorides: Sr2ScO3Cl, Sr3Sc2O5Cl2, and Ba3Sc2O5Cl22018

    • Author(s)
      Su Yu、Tsujimoto Yoshihiro、Fujii Kotaro、Tatsuta Makoto、Oka Kengo、Yashima Masatomo、Ogino Hiraku、Yamaura Kazunari
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 57 Pages: 5615~5623

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00573

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-pressure and high-temperature synthesis of perovskite osmium oxides and related compounds2019

    • Author(s)
      K. Yamaura
    • Organizer
      Nature Conference: Emergent Materials and Devices: Electronic Structures and Properties
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-pressure synthesis, crystal structure, and magnetic properties of Ba3CuOs2O92019

    • Author(s)
      Jie Chen
    • Organizer
      APS March meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-pressure crystal growth of Fe-based superconductors and a nematic superconducting state2018

    • Author(s)
      K. Yamaura
    • Organizer
      Frontier Lectures for New Materials and the Applications
    • Invited
  • [Presentation] Ba2NiOsO6: a Dirac-Mott insulator with ferromagnetism near 100 K2018

    • Author(s)
      K. Yamaura
    • Organizer
      Frontier Lectures for New Materials and the Applications
    • Invited
  • [Presentation] High-pressure and high-temperature synthesis of perovskite osmium oxides and related compounds2018

    • Author(s)
      K. Yamaura
    • Organizer
      13th National Conference on X-ray Diffraction and ICDD Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Crystal structures and magnetic properties of A-site columnar-ordered quadruple perovskites Y2MnGa(Mn4-xGax)O122018

    • Author(s)
      LIU RAN
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
  • [Presentation] A new triple perovskite compound Ba3CuOs2O9 synthesized under high pressure and its magnetic and electronic properties2018

    • Author(s)
      Jie Chen
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
  • [Presentation] 強相関系クロミウム酸フッ化物の低温合成2018

    • Author(s)
      辻本 吉廣
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
  • [Presentation] 極性構造をもつ新規亜鉛酸硫化物の合成と第二次高調波発生2018

    • Author(s)
      辻本 吉廣
    • Organizer
      第28回 日本MRS年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 層状酸ハロゲン化物ペロブスカイトを舞台とした配位制御と新奇物性の開拓2018

    • Author(s)
      辻本 吉廣
    • Organizer
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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