2019 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of thermal rectifier using spinels with structural phase transition
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17K06796
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
伊藤 昌和 鹿児島大学, 総合科学域総合教育学系, 准教授 (40294524)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 熱整流素子 / 構造相転移 / 熱測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度の研究活動は以下のとおりである．1)構造相転移を起こすMnNiGe-CoNiGe系物質の関連物質であるCr 基化合物Cr1-xTxAlGe（T:3d遷移金属）の物性測定を行った．昨年度の研究により母物質CrAlGeの磁気的基底状態はスピングラスであり，物理量に磁気相転移を示す異常は見られないことを見出していた．しかし，CrサイトをMnで0.05%ほど置き換えたところ，電気抵抗率，比熱，熱伝導率に磁気相転移を示す明確な異常がみられた．一方でMnNiGe-CoNiGe系で現れるような構造相転移は確認できなかった．この起源については現在考察中である． 2）硫化物BaCo0.9Ni0.1S1.9の物性を調べた．母物質BaNiS2は正方晶（空間群P4/nmm）の結晶構造を持つ金属で，磁化はパウリ常磁性を示す．また，もう一方の母物質であるBaCoS2の結晶構造は斜方晶（Cmma）でネール温度TN=300 Kを持つ反強磁性絶縁体である．これらの混晶系であるBaCo1-xNixS1-yはxとyに対し，特定の組成範囲で特徴的な一次転移を示すことが知られているが，その起源などはわかっていない．我々は，BaCo0.9Ni0.1S1.9の試料を作製し，電気抵抗率，熱伝導率，ゼーベック係数の温度依存性を調べた．この物質の電気抵抗率は，全体的には半導体的に振る舞うが，温度Ts = 120 Kで降温過程に，またTs = 220 Kで昇温過程に一次転移に伴うステップ状の異常が現れた．また，熱伝導率，ゼーベック係数においても電気抵抗率で異常がみられる温度で，大きなステップ状の異常が現れることを見出した．
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