2005 Fiscal Year Annual Research Report
深い3d準位のもたらす新しい化学と物理:新物質開発と化学的・物理的機能の探索
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17105002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高野 幹夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (70068138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島川 祐一 京都大学, 化学研究所, 教授 (20372550)
寺嶋 孝仁 京都大学, 低温物質科学研究センター, 教授 (40252506)
藤森 淳 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10209108)
永長 直人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60164406)
椋田 秀和 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90323633)
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| Keywords | 遷移金属酸化物 / 青色発光 / 微細加工 / 高温超伝導 / 金属-絶縁体転移 / フラストレーション / 磁気抵抗効 |
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| Research Abstract |
1.ペロブスカイト型酸化物SrTiO_3にAr^+イオンを照射すると表面層に酸素欠損領域が形成され、この領域が室温で青色発光を示すことを見出した。Ar^+イオンを照射した試料は金属的な伝導を示すことから、酸素欠損によって生じた伝送電子がバンドギャップ内のホールと再結合する過程で青色発光が起こると考えている。フォトリソグラフィーとAr^+イオン照射を組み合わせると簡便に局所的な還元構造を作ることができ、任意の大きさ・形の青色発光素子を作成することが可能になる。
2.カゴメ格子と三角格子からなる新規コバルト酸化物SrCo_6O_<11>は低温においてわずかな外部磁場で飽和モーメントの1/3の大きさのプラトーをもち、さらに磁場を上げていくと飽和モーメントに伴うプラトーを示す。このような磁化のステップ状の変化に伴い、磁場中で電気抵抗もステップ状に変化をする。第一原理計算とNMR測定により、結晶学的に3つのサイトに分けられるCoイオンが、局在スピンとして振る舞う物と、伝導電子として振る舞う物に分けられ、また、面内では強磁性的なスピン配列を持つことを明らかにした。
3.オキシクロライドCa_2CuO_2Cl_2では、2価のLaイオンを1価のNaイオンで置換することで超伝導体が得られる。この元素置換を行う代わりに、Caを一部欠損させたCa_<2-x>CuO_2Cl_2がやはり超伝導を示し、しかもその転移温度(T_c)がCa_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2よりも高く、最高で43Kに達することを見いだした。
4.ペロブスカイト型BiNiO_3においてBi→La置換で起こる金属-絶縁体転移を,光電子分光およびX線吸収分光により調べた。今年度は温度の関数として起こるブロードな金属-絶縁体転移に注目し、Niの価数には変化がなく、フェルミ準に近傍において低温で擬ギャップが開くことを見出した。
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