• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Research-status Report

Strain engineering for the development of a ferromagnetic europium compound and emergence of giant magnetic anisotropy

Research Project

Project/Area Number 21K05227
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高津 浩  京都大学, 工学研究科, 講師 (60585602)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords磁気異方性 / 応力 / トポケミカル反応 / 高圧実験 / XAS
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、研究対象物質の磁気異方性の起源解明に向けて以下の研究を推進した。
① 本年度は、元素選択的/価数選択的に磁気異方性を示す元素を明らかにするために、キュリー温度TC以下でX線磁気円二色性(XMCD)実験を行った。実験は、放射光施設SPring-8 BL25SUにて実験を行った。その結果、強磁性はEu2+に起因するものであることを明白にできた。他の元素でもXMCD測定を行ったがそれらではシグナルは観測されなかった。また、X線の入射方向を0°と60°にかえて磁場掃引したときのXMCDは、磁化測定と同様、やはり垂直磁気異方性が実現していることが分かった。再現性も得た。これらの結果、ユウロピウム化合物には非常に珍しいことに巨大な磁気異方性が実現していることをX線吸収分光測定からも明白になった。得られた成果は論文にまとめ投稿した。

②研究対象の物質は、圧力や基板応力により、価数転移を示す。そこで、この起源を解明するためにユウロピウムサイトへの元素置換を行い、物性変化を調べた。本年度は粉末試料を用いた高圧下での格子定数の変化と価数変化を調べた。実験はKEKのBL-18CとSPring-8のBL39XUで行った。その結果、ユウロピウムサイトに微量にSrを置換している時、置換していない試料に比べてc軸方向の格子定数が大きく変化することが分かった。X線吸収分光測定によると、置換により価数転移する圧力が高圧側にシフトしていくこと、そして、置換していない試料に比べて価数変化が連続して起きていることがわかった。これらの結果、置換系に見られた格子定数の異常な圧縮現象は、ユウロピウムサイトの価数変化と関係しており、これが非磁性のSr置換によって誘発されていることが明らかになった。本成果は現在論文にまとめて投稿準備中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

薄膜におけるXMCD測定から磁気異方性の起源となる元素を特定することに成功し、さらに磁気異方性も検出ることができたため、磁気異方性をしめすユウロピウム化合物という新しい観点を明白にすることができたため。また、非磁性元素置換により、当初予想していなかったような格子定数の異常圧縮などが見出すことができ、新たな研究展開につながりつつあるため。

Strategy for Future Research Activity

① 2022年度までの研究を通じて、ユウロピウム化合物における磁気異方性と価数変化の相関が浮き彫りになった。2023年度は、これまでに得られた成果を理論と共に更に解釈すると共に、Eu2+とEu3+の価数変化やその分布状態を明らかにする。通常のX線回折実験ではこれらを明らかにすることは難しいため、例えば、蛍光X線をつかったホログラム像を取得してその価数分解解析を行い、局所的なEu2+とEu3+の分布などを明らかにする。そして、磁気異方性に影響を明確にする。

②ユウロピウムサイトへの非磁性元素置換が磁気異方性やキュリー温度TCの変化に与える影響を明確にする。具体的には、EuサイトにSrを置換し、その置換量の変化が磁性におよぶ巣影響を磁化測定から明らかにする。磁気異方性の変化を明らかにするために薄膜での実験を試みる。得られた結果は、2022年度に実施した置換試料の高圧下のX線回折実験やX線吸収分光測定の結果と照らし合わせて学会発表や論文の形にまとめ、社会に還元する。必要に応じて放射光施設のビームタイムなどを申請して研究を推進する。

Causes of Carryover

少額のため次年度に物品費等にあわせて使う予定です。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Single-crystal thin film growth of the Mott insulator EuVO3 under biaxial substrate strain2022

    • Author(s)
      H. Takatsu, M. Namba, T. Terashima, and H. Kageyama
    • Journal Title

      J. Cryst. Growth

      Volume: 593 Pages: 126752/1-5

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2022.126752

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical Pressure Effect on Structural and Physical Properties of 15R-SrVO2.2N0.6 with Anion-Vacancy Order2022

    • Author(s)
      K. Murayama, H. Takatsu (責任著者), M. Ochi, M. Namba, K. Kuroki, and Hiroshi Kageyama (責任著者)
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 91 Pages: 064805/1-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.91.064805

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 応力を用いた酸素空孔相の制御2023

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      超秩序構造科学 第5回成果報告会
  • [Presentation] 水素複合化による新しいセラミックス材料の開発と新機能の探求2023

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会シンポジウム「T10 水素化物の研究最前線~物質開発と機能の現状・課題・展望~」
    • Invited
  • [Presentation] 水素が含まれた新しいセラミックス材料の開発とマテリアルイノベーション2023

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      京都大学-企業間ワークショップ(若手研究者産学連携ワークショップ):Fostering桂
    • Invited
  • [Presentation] Chemical Pressure Effects on 15R-SrVO2.2N0.6 with Anion-Vacancy Order2023

    • Author(s)
      Kantaro Murayama, Hiroshi Takatsu, Masayuki Ochi, Morito Namba, Kazuhiko Kuroki, Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      International Collaboration Meeting on Mixed-Anion Compounds
  • [Presentation] 応力を用いた酸素空孔相の制御2022

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      超秩序構造科学 第4回成果報告会
  • [Presentation] 水素複合化による新しいセラミックス材料の開発と新機能の探求2022

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      第5回ハイドロジェノミクス研究会
  • [Presentation] 水素をつかった新しいセラミックス材料の開発と機能の探求2022

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      KEK物構研・ミュオンS型課題/CIQuS研究会「無機材料中の水素の存在状態と機能発現」
    • Invited
  • [Presentation] 圧力で拓く負電荷水素(ヒドリド)をふくむ新しい層状酸化物 ~新物質合成と新物性探求~2022

    • Author(s)
      高津 浩
    • Organizer
      SPring-8/SPRUC地球惑星科学研究会および高圧物質科学研究会合同研究会
    • Invited
  • [Presentation] 蛍光X線/光電子ホログラフィーによる酸水素化物の価数選択的局所構造解析2022

    • Author(s)
      難波 杜人, 高津 浩, 木村 耕治, 橋本 由介, 八方 直久, 村山 寛太郎, 寺田 凌, 寺嶋 孝仁, 松下 智裕, 林 好一, 陰山洋
    • Organizer
      2022年日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 高圧下におけるEu1-xSrxVO2Hの異方的格子圧縮2022

    • Author(s)
      難波 杜人, 高津 浩, 村山 寛太郎, 柴崎 祐樹, 寺嶋 孝仁, 陰山 洋
    • Organizer
      2022年 第83回 応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] イオン液体ゲート(ILG)を用いたYBa2Cu3O7-x薄膜へのフッ素挿入2022

    • Author(s)
      寺田 凌, 難波 杜人, 村山 寛太郎, 高津 浩, 寺嶋 孝仁, 陰山 洋
    • Organizer
      2022年 第83回 応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] アニオン欠損秩序を持つ二次元構造15R-SrVO2.2N0.6に対する化学圧力の影響2022

    • Author(s)
      村山 寛太郎, 高津 浩, 越智 正之, 難波 杜人, 黒木 和彦, 陰山 洋
    • Organizer
      2022年第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Effects of chemical pressure on the two-dimensional structural 15R-SrVO2.2N0.6 with anion-vacancy sequence2022

    • Author(s)
      Kantaro Murayama, Hiroshi Takatsu, Morito Namba, Hiroshi Kageyama
    • Organizer
      国際学会IUMRS-ICMRS 2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi