Physical-property study of low-dimensional layered actinide compounds

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17350032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic chemistry
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: NAKAMURA Akio Japan Atomic Energy Agency, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (80370443)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHIOKAWA Yosinobu 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50111307) ; HOMMA YOSHIYA 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00260448) ; YAMAMOTO Etsuji 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (50343934) ; NAKADA Masami 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎基盤研究部門, 研究副主幹 (60370441) ; YOSHII Kenji 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (90354985) ; SAKAI Hironori 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究職 (80370401)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): IKEDA Shugo 兵庫県立大学大学院, 物質理学研究科, 助教 (80414580)
• Research Collaborator: ONUKI Yoshichika 大阪大学, 理学研究科, 教授 (40118659) ; AKABORI Mitsuo 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎基盤研究部門, 研究主幹 (10469801)
• Project Period (FY): 2005 – 2008
• Keywords: アクチノイド / 層状化合物 / 物質創成 / 構造 / 磁性 / 電気伝導性 / 超伝導

Research Abstract

5f電子を持つアクチノイド(An)系の多様な低次元の層状化合物、例えば、トリウム(Th), ウラン(U), ネプツ二ウム(Np)などの窒化塩化物AnNCl、錯体、カルコゲナイド(硫化物)、プニクタイト(リン化物)、酸化物、金属間化合物などを対象に、物質創製と、5f電子特有の低次元構造に由来する新規な電子物性(磁性、電気伝導性、超伝導など)を探索、両者の相関を明らかにする研究に取り組んだ。窒化ハロゲン化物研究では、UNClがキュウリー温度T_C=32Kの強磁性体であり、Li挿入によりネール温度T_N=180Kまでの反強磁性体へと変化することを明らかにした。特異な陽イオン-陽イオン結合を持つネプツニル錯体研究では、対応するランタノイド(4f電子系)のツリウム(Tm)錯体を含め、その特異な分子磁性挙動を、構造の次元性(0、1、2次元)との関連で系統的に明らかにし、未開拓のアクチノイド分子磁性研究に大きな進展をもたらした。同時に、Np化合物研究の有力な武器である^<237>Npメスバウアー分光測定法の開発・整備を大きく前進させた。またNpPd5Al_2単結晶を育成しこれがNp 系で世界初の重い電子系超伝導体であるここを発見するとともに、U硫化物がAn系ではきわめて稀有な大きな磁気抵抗効果を示すことを見出した。

Research Products

• [Journal Article] 241Am合金線源を用いた高分解能237Npメスバウアー分光測定の開発 (2009)
  • Author(s): 本間佳哉、中田正美、芳賀芳範、赤堀光雄、逢坂正彦、那須三郎、中村彰夫、北条喜一
  • Journal Title: 平成29年度黎明研究成果報告書、日本原子力研究機構・先端基礎研究センター (印刷中)
• [Journal Article] The low-energy spectrum of a Tm-based double-decker complex (2009)
  • Author(s): N. Magnani, R. Caciuffo, E. Colineau, F. Wastin, A. Baraldi, E. Buffagni, R. Capelletti, S. Carretta, M. Mazzera, D. T. Adroja, M. Watanabe and A. Nakamura
  • Journal Title: Phys. Rev. B 79 Pages: 104407(1-5)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure and magnetic properties of the new ternary actinide compounds AnPd5Al2 (An=U,Np) (2008)
  • Author(s): Y. Haga, D. Aoki, Y. Homma, S. Ikeda, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, H. Sakai, N. Tateiwa, N. D. Dung, A. Nakamura, Y. Shiokawa and Y. Onuki
  • Journal Title: J. Alloys and. Compounds 464 Pages: 47-50
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transport properties of ferromagnetic UTeS (2007)
  • Author(s): S. Ikeda, H. Sakai, T. D. Matsuda, D. Aoki, Y. Homma, E. Yamamoto, A. Nakamura, Y. Shiokawa, Y. Haga and Y. Onuki
  • Journal Title: J. Magnetism and Magnetic Materials 310 Pages: 1718-1720
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NMR Studies of Actinide Dioxides (2007)
  • Author(s): Y. Tokunaga, H. Sakai, T. Fujimoto, S. Kambe, R.E. Walstedt, K. Ikushima, H. Yasuoka, D. Aoki, Y. Homma, Y. Haga, T.D. Matsuda, S. Ikeda, E. Yamamoto, A. Nakamura, Y. Shiokawa, K. Nakajima, Y. Arai and Y. Onuki
  • Journal Title: J. Alloys and Compounds 444-445 Pages: 241-245
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrical and Magnetic Properties of an Ising-Type Ferromagnet NpSb2 (2007)
  • Author(s): Y. Homma, D. Aoki, Y. Haga, H. Sakai, S. Ikeda, E. Yamamoto, A. Nakamura, Y. Shiokawa and Y. Onuki
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76 Pages: 074715(1-6)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular magnetism in some neptunyl (+1,+2) complexes: 237Np-Moessbauer and magnetic Study (2007)
  • Author(s): A. Nakamura, M. Nakada, T. Nakamoto, T. Kitazawa and M. Takeda
  • Journal Title: J. Alloys and Compounds 444-445 Pages: 621-633
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unconventional heavy-fermion superconductivity of a new transuranium compound NpPd5Al2 (2007)
  • Author(s): D. Aoki, Y. Haga, T. D. Matsuda, N. Tateiwa, S. Ikeda, Y. Homma, H. Sakai, Y. Shiokawa, E. Yamamoto, A. Nakamura, R. Settai and Y. Onuki
  • Journal Title: J. Phys. Soc. Jpn. 76 Pages: 063701(1-4)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uranium nitride chloride UNCl: 30K class ferromagnet with layered structure (2005)
  • Author(s): A. Nakamura, M. Akabori, T. Ogawa and M. Huntelaar
  • Journal Title: Physica B: Condensed Matter 359-361 Pages: 1021-1023
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 237Npメスバウアー分光測定の開発 (2009)
  • Author(s): 本間佳哉, 中田正美, 逢坂正彦, 中村彰夫, 芳賀芳範, 那須三郎
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教学院池袋キャンパス
  • Year and Date: 20090327-29
• [Presentation] UOSのU-238メスバウアースペクトル (2008)
  • Author(s): 正木信行、中田正美、赤堀光雄、荒井康夫、中村彰夫、佐藤修彰
  • Organizer: 第45回アイソトープ・放射線 研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20080702-04
• [Presentation] Pressure effect on paramagnet β-US2 (2007)
  • Author(s): S. Ikeda, H. Sakai, T.D. Matsuda, N. Tateiwa, A. Nakamura, E. Yamamoto, D. Aoki, Y. Homma, Y. Shiokawa, M. Hedo, Y. Uwatoko, Y. Haga and Y. Ounki
  • Organizer: Int'l Symp. Strongly-Correlated Electron Systems (SCES)-2007
  • Place of Presentation: Houston, USA
  • Year and Date: 20070513-18
• [Presentation] 7O NMR spin-lattice relaxation in NpO2: Field-dependent cross-relaxation process driven by 237Np spins (2006)
  • Author(s): Y. Tokunaga, R. E. Walstedt, Y. Homma, D. Aoki, S. Kambe, H. Sakai, T. Fujimoto, S. Ikeda, E. Yamamoto, A. Nakamura, Y. Shiokawa, and H. Yasuoka
  • Organizer: Int'l Symp. Quantum Beam Science Directorate of JAEA (QuBS)
  • Place of Presentation: Tokai, Japan
  • Year and Date: 20060828-30
• [Presentation] Magnetic property of neptunyl (+2) complexes NpO2(C6H7O2)2(C5H5N) (2006)
  • Author(s): A. Nakamura, M. Nakada, T. Nakamoto, T. Kitazawa and M. Takeda
  • Organizer: Int'l Conf. Magnetism (ICM)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 20060820-25
• [Presentation] Molecular magnetism of neptunyl (+1,+2) complex NpO2(C6H7O2)2 (C5H5N) (2005)
  • Author(s): A. Nakamura, M. Nakada, T. Nakamoto, T. Kitazawa and M. Takeda
  • Organizer: Int'l Symp on ASR-WYP-2005 - Advances in the Physics and Chemistry of Actinide Compounds
  • Year and Date: 20050927-29