2019 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of unusual valence compounds and the exploration of novel functions - making use of extreme conditions
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17H01195
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石渡 晋太郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00525355)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高圧合成 / 異常高原子価 / 遷移金属酸化物 / らせん磁性 / 巨大交差相関応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Sr1-xLaxFeO3の詳細な磁気相図を作成し、SrFeO3において未知相として残されていたphase IIIがx=1/3におけるスピン電荷秩序相と隣接すること、即ちphase IIIがsingle-qらせん磁性相である可能性を見いだした。また、phase IIIがLa置換によって安定化されるのとは対照的に、トポロジカルらせん磁性相であるphase Iと IIがわずかなLa置換によって消失することも確認できた。このLa置換は立方晶の対称性を保ったまま系を半導体へと変化させることから、multiple-qによって特徴付けられるトポロジカル相の発現に金属的電子状態が重要な役割を果たしていることを示唆するものである。さらにSrの一部をBaで置換し、中性子回折実験（齋藤らとの共同研究）を行うことで新たな磁気秩序相を見いだすことに成功した。Fe3+/4+系ペロブスカイト型酸化物が内包する電子相の全容解明に大きく近づいたと言える。
新奇異常原子価銅酸化物の開拓を進めるべく、Cu-Oの1次元鎖構造をもつPrCuO3の周辺物質と酸素欠損型ペロブスカイトACuO3-d (A=La, Ca, Ba)の高圧合成を行った。その結果、CuがAサイトとBサイトの両方を占有し、それぞれでカチオンが秩序化した新奇ペロブスカイト型銅酸化物を見いだすことに成功した。放射光X線構造解析に基づいたbond valence sumの計算を行ったところ、Cuはどちらのサイトも2価であることが示唆され、基底状態は反強磁性絶縁体であることも確認した。
新奇異常原子価酸化物開拓のターゲットを、Pd, Rh, Ruを内包する酸化物に広げ、新たな層状ペロブスカイト型Rh酸化物を得ることに成功した。0.16Kの極低温まで磁気転移や超伝導転移は見いだされなかったが、電子比熱係数が大きく、強相関金属の一種であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Emergent topological spin structures in centrosymmetric cubic perovskite SrFeO32020
Author(s)
S. Ishiwata, T. Nakajima, J. -H. Kim, D. S. Inosov, N. Kanazawa, J. S. White, J. L. Gavilano, R. Georgii, K. M. Seemann, G. Brandl, P. Manuel, D. D. Khalyavin, S. Seki, Y. Tokunaga, M. Kinoshita, Y. W. Long, Y. Kaneko, Y. Taguchi, T. Arima, B. Keimer, and Y. Tokura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 101
Pages: 134406-1-9
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Switching of band inversion and topological surface states by charge density wave2020
Author(s)
N. Mitsuishi, Y. Sugita, M. S. Bahramy, M. Kamitani, T. Sonobe, M. Sakano, T. Shimojima, H. Takahashi, H. Sakai, K. Horiba, H. Kumigashira, K. Taguchi, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Ishiwata, Y. Motome, and K. Ishizaka
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 11
Pages: 2466(9 pages)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] High pressure synthesis of a quasi-one-dimensional GdFeO3-type perovskite PrCuO3 with nearly divalent Cu ions2019
Author(s)
Masaharu Ito, Hidefumi Takahashi, Hideaki Sakai, Hajime Sagayama, Yuichi Yamasaki, Yuichi Yokoyama, Hiroyuki Setoyama, Hiroki Wadati, Kanako Takahashi, Yoshihiro Kusano, and Shintaro Ishiwata
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Journal Title
Chemical Communications
Volume: 55
Pages: 8931-8934
DOI
Peer Reviewed
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