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2013 Fiscal Year Research-status Report

磁場制御機能性材料の磁気的不安定性の評価

Research Project

Project/Area Number 24560855
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

藤井 伸平  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (90189994)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小山 佳一  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (70302205)
Keywords磁気秩序秩序一次転移 / 第一原理計算 / 強磁場
Research Abstract

理論的研究では、Mn2Sb1-xZx (Z=As,Ge)およびMn2-xXxSb(x=0.5,1;X=Ti,Cr,Co,Cu)について計算を実行した。(昨年度比べ、元素ではZ=Ge、X=Ti,Crが、組成ではx=0.5が追加された。)(a)物質の磁気状態(フェリ磁性(FR)と反強磁性(AF))の相対的な安定性について、電子系のエネルギー比較により調べたところ、FRとAFの相対的安定性が実験結果と一致するケース、一致しないケースがあることが判明した。(b)X原子のサイト選択性(2種あるMnサイトのうちどのサイトを好んで置換するのか)については、非磁性原子(TiとCu)はMn(II)サイトを、磁性原子はMn(I)サイトを好む結果となり、実験結果と矛盾しない結果が得られた。
(c)Mn原子の周りの環境を変化させることによってFRとAFの相対的な安定を変えられることを見出した。
実験的研究では、以下のことを行った。
(1) Mn2-xCuxSb (x = 0.1)の常圧・強磁場下に観測されていたカイネティックアレスト(KA)効果は、高圧下においては強磁場下でも顕著に現れないことが明らかになった。これは、Mn2-xCoxSb系の特性と異なる。磁気緩和の測定から、小さいながらもKA効果は存在することが判明した。(2) Mn2-xCrxSb、Mn2-xCuxSb1-yBiy、Mn2-xCuxSb1-ySnyに関しては、反強磁性(AFM)-フェリ磁性(FRI)磁気一次相転移が観測されたが、Mn2-xFexSb1-ySnyに関しては、一次相転移は観測されなかった。その中で、Mn2-xCrxSbはKA効果が観測された。一方、Mn2-xCuxSb1-yBiy、Mn2-xCuxSb1-ySnyについては、前KA効果は観測されなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

Mn2Sb1-xZx (Z=As,Ge)およびMn2-xXxSb(x=0.5,1;X=Ti,Cr,Co,Cu)について計算が終了し、(a)物質の磁気状態(フェリ磁性(FR)と反強磁性(AF))の相対的な安定性、(b)X原子のサイト選択性、(c)AF状態の安定化の機構、について調査した。
Mn1-xXSb1-xZx系の系統的研究が順調に進み、実験結果らからはKA効果の起源がMn副格子の磁気的不安定性の可能性が示唆されつつある。本年度はホイスラ系試料より、この系に研究を集中した。ただし、この系の中性子散乱用の単結晶は原子力機構の実験設備が研究期間内に再開されないことが確実となり、一時中断している。

Strategy for Future Research Activity

Mn2-xXxSb(x=0.25)について計算をおこない、AF状態の安定化の機構について調べる。
また、X原子とMn原子の不規則性の効果についても調べる。
研究が順調に進んだMn1-xXSb1-xZx系の実験的研究結果について、論文や学会等で公開する。強磁場や高圧下の実験について論文等で公開する。実験結果について理論グループと議論し、KA効果の本質的起源に迫る。

  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Co置換したMn2Sbの電子構造と磁性2013

    • Author(s)
      後藤 純哉, 柿本 貴俊, 藤井 伸平, 小山 佳一
    • Journal Title

      J. Japan Inst. Met. Mater.

      Volume: 77 Pages: 461-465

    • DOI

      10.2320/jinstmet.JAW201303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic and Electronic Structures of Cobalt or Copper Substituted Mn2Sb2013

    • Author(s)
      Junya Goto, Takatoshi Kakimoto, Shinpei Fujii and Keiichi Koyama
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 54 Pages: 2309-2312

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2013327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic Field Effect on Magnetic and Electrical Properties of Mn2-xCuxSb2013

    • Author(s)
      Yoshihiro Matsumoto, Hiroki Orihashi, Masahiko Hiroi and Keiichi Koyama, Kazuyuki Matsubayashi and Yoshiya Uwatoko
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 50 Pages: 1000704,1,4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mn2Sb系メタ磁性体の高圧化における磁気状態2014

    • Author(s)
      松本 佳大, 小山 佳一,松林 和幸, 上床 美也
    • Organizer
      物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Mn2SbのMnをX(Ti, Cr, Co, Cu)で置換した物質の電子構造と磁性2014

    • Author(s)
      後藤 純哉, 柿本 貴俊, 藤井 伸平, 小山 佳一, 石田 尚治
    • Organizer
      金属学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20140321-20140323
  • [Presentation] Mn2Sb0.5As0.5の電子構造と磁性2013

    • Author(s)
      柿本 貴俊, 後藤 純哉, 藤井伸平, 小山 佳一
    • Organizer
      物理学会九州支部
    • Place of Presentation
      久留米工業大学
    • Year and Date
      20131130-20131130
  • [Presentation] 第3元素置換によるMn2Sbの電子構造と磁性2013

    • Author(s)
      後藤 純哉, 柿本 貴俊, 小山 佳一, 藤井伸平
    • Organizer
      物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      20130925-20130928
  • [Presentation] CoMnSbにおける磁気転移に伴う電子比熱係数増大の要因2013

    • Author(s)
      後藤 純哉, 柿本 貴俊, 藤井伸平, 小山 佳一
    • Organizer
      金属学会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130917-20130919
  • [Presentation] Mn2Sbでの反強磁性安定化の機構2013

    • Author(s)
      柿本 貴俊, 後藤 純哉, 藤井伸平, 小山 佳一
    • Organizer
      金属学会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130917-20130919
  • [Presentation] Mn2-xCuxSbの強磁場下における磁気特性および電気的特性2013

    • Author(s)
      松本 佳大, 折橋 広樹, 廣井 政彦, 小山 佳一,松林 和幸, 上床 美也
    • Organizer
      金属学会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130917-20130919
  • [Presentation] Magnetic and Electronic Structures of Co or Cu substituted Mn2Sb2013

    • Author(s)
      Junya Goto, Takatoshi Kakimoto, Shinpei Fujii and Keiichi Koyama
    • Organizer
      ISAMMA
    • Place of Presentation
      Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      20130721-20130725
  • [Presentation] Magnetic Field Effect on Magnetic and Electrical Properties of Mn2-xCuxSb2013

    • Author(s)
      Yoshihiro Matsumoto, Hiroki Orihashi, Masahiko Hiroi and Keiichi Koyama, Kazuyuki Matsubayashi and Yoshiya Uwatoko
    • Organizer
      ISAMMA
    • Place of Presentation
      Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      20130721-20130725
  • [Presentation] Magnetic properties of Mn2Sb1-xZx (Z=Ge, Sn)2013

    • Author(s)
      Keiichi Koyama, Daisuke Shimada, Hiroki Orihashi,Daisuke Mitsunaga and Masahiko Hiroi,Kazuyuki Matsubayashi and Yoshiya Uwatoko,Reisho Onodera, Shojiro Kimura and Kohoki Takahashi
    • Organizer
      ISAMMA
    • Place of Presentation
      Taichung, Taiwan
    • Year and Date
      20130721-20130725

URL: 

Published: 2015-05-28  

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