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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Valence fluctuations and volumetric functions in samarium monosulfide SmS

Research Project

Project/Area Number 20H00346
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

竹中 康司  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60283454)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松野 丈夫  大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (00443028)
片山 尚幸  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50623758)
鈴木 博之  東京大学, 物性研究所, 高度学術専門職員 (60354370)
今中 康貴  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 副プラットフォーム長 (70354371)
横山 泰範  函館工業高等専門学校, 一般系, 准教授 (80402486)
岡本 佳比古  東京大学, 物性研究所, 教授 (90435636)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords価数揺動 / 金属絶縁体転移 / 電場誘起転移 / 硫化サマリウム / 電子構造
Outline of Annual Research Achievements

体積変化機構と密接に関係のあるSmSの電子状態の特徴を明らかにする目的で、様々な元素を置換したSm1-xRxS(R: Y, Ce. Nd)について、単結晶を合成し、下記の実験を行った。
(1)液体窒素温度ならびに室温において電場誘起絶縁体金属転移とそれに付随する体積変化の検証を行った。その結果、電場誘起転移において歪が出現することはなく、体積の変化は確認できなかった。
(2)ドーパント種の違いが価数転移に与える効果の違いを検証するために、系統的な光電子分光実験を行った。その結果、x=0.20に固定した組成について、ドーピング量としては同じであるが、価数転移の進行がドーパント種により異なり、Y、Ce、Ndの順にSmの価数が大きくなる傾向が出た。x=0.2で固定した同じ一連のSm1-xRxSについてなされた反射分光実験でも、やはりY、Ce、Ndの順に価数転移がより進行する傾向が得られたことと矛盾しない結果となった。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 Other

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

  • [Int'l Joint Research] 台湾国立放射光研究センター(その他の国・地域)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      台湾国立放射光研究センター
  • [Journal Article] Fabrication of metal matrix composites with negative thermal expansion zinc pyrophosphate filler2024

    • Author(s)
      R. Kasugai, K. Takano, D. Hirai, and K. Takenaka
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 124 Pages: 021902-1~5

    • DOI

      10.1063/5.0188133

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electroactive actuator composites utilizing volume change induced by insulator-to-metal transition in VO22023

    • Author(s)
      K. Takenaka, Y. Mizuno, J. Shibutani, K. Kishida, K. Takada, K. Yagi, Y. Yokoyama, N. Katayama, Y. Okamoto, D. Hirai, T. Hatano, and A. Fujita
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 123 Pages: 231905-1~6

    • DOI

      10.1063/5.0175670

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant Negative Thermal Expansion Materials: Progress of Research and Future Prospects2023

    • Author(s)
      K. Takenaka
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 65 Pages: 243-252

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-Y2023008

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Negative thermal expansion and related volumetric functionality of pyro-vanadate-phosphates,2023

    • Author(s)
      K. Takenaka
    • Organizer
      4th International Symposium on Negative Thermal Expansion and Related Materials (ISNTE-4)
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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