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2015 Fiscal Year Annual Research Report

格子との結合に着目したフラストレート系スピネルにおけるスピン分子状態の研究

Research Project

Project/Area Number 25400348
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

渡辺 忠孝  日本大学, 理工学部, 准教授 (70409051)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsフラストレーション / 超音波 / 弾性異常 / バナジウムスピネル / 軌道グラス状態 / 遍歴電子磁性体
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、幾何学的フラストレート系スピネル化合物を研究対象として、主として超音波音速測定により新奇な磁気揺らぎおよび磁気励起の研究を行うものである。平成27年度の主な研究実績は以下の通りである。
軌道縮退系コバルトスピネルCoV2O4について、単結晶を用いた超音波音速測定を行った。バナジウムスピネルAV2O4(A = Mg, Zn, Cd, Mn, Fe, Co)は、パイロクロア格子を形成するVイオンが軌道自由度を有しており、軌道整列を示すフラストレート磁性体としてこれまで活発に研究が進められてきた。本研究課題でも、平成25年度にMgV2O4の超音波音速測定による研究を行っている。一般にAV2O4は、磁気相転移に加えて軌道整列に伴う構造相転移を示すが、CoV2O4は150 Kでフェリ磁性転移を示すものの低温まで構造相転移を示さない点が特徴的である。最近の研究からは、CoV2O4ではフェリ磁性相において軌道整列ではなく軌道グラス状態が発現しているとの指摘がなされている。またCoV2O4は、AV2O4の中で唯一圧力印加により金属性を示す興味深い特性ももっている。このことは、CoV2O4がAV2O4の中で最も遍歴性の強い磁性を有することを示しており、軌道グラス状態とも関連があるものと考えられる。本研究では、CoV2O4について全ての独立な弾性モードの音速(弾性率)の温度依存性を測定し、この物質における相転移および磁気励起に由来する弾性異常の観測を試みた。その結果、常磁性相では遍歴性の強い磁気励起に由来する弾性異常を、フェリ磁性相では局在性の強い磁気励起に由来する弾性異常を観測した。さらに、フェリ磁性相内で軌道グラス転移および軌道整列が逐次的に起こっていることを示唆する弾性異常を観測した。

  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Acoustic study of dynamical molecular-spin state without magnetic phase transition in spin-frustrated ZnFe2O42015

    • Author(s)
      Tadataka Watanabe, Shota Takita, Keisuke Tomiyasu, and Kazuya Kamazawa
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Pages: 174420-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.92.174420

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Elastic Anomalies in Orbital-Degenerate Frustrated Spinel CoV2O42015

    • Author(s)
      Tadataka Watanabe, Shogo Yamada, Rui Koborinai, Takuro Katsufuji
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 75 Pages: 898-901

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.116

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ラーベス化合物HfV2の超伝導への元素置換効果2016

    • Author(s)
      小川幹, 小野拓海, 風間拓人, 村井亮太, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [Presentation] C15型ラーベス化合物TiCo2の反強磁性への元素置換効果2016

    • Author(s)
      榎本蒼, 風間拓人, 村井亮太, 小野拓海, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [Presentation] C15型ラーベス化合物ACo2 (A = Zr, Nb, Hf, Ta)の磁性2016

    • Author(s)
      齋藤理貴, 小野拓海, 風間拓人, 村井亮太, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [Presentation] 擬一次元鎖炭化物Sc3TC4(T=Co,Ru,Os)の元素置換効果2016

    • Author(s)
      風間拓人, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [Presentation] スピンフラストレート系スピネルZnB2O4(B=Cr,Fe)の元素置換効果2016

    • Author(s)
      小野拓海, 大春大地, 小林奨汰, 山田隼人, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] クロムスピネルCdCr2O4の磁性への元素置換効果2016

    • Author(s)
      山田隼人, 小野拓海, 風間拓人, 村井亮太, 前田穂, 高野良紀, 高瀬浩一, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] コバルトスピネルACo2O4(A = Li, Zn, Cd)の磁性への元素置換効果2016

    • Author(s)
      村井亮太, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] 擬一次元鎖バナジウム酸化物CaV2O4の超音波音速測定2016

    • Author(s)
      小林奨汰, 原嘉昭, J. Xu, B. Lake, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] パイロクロア弗化物NaCaCo2F7の超音波音速測定2016

    • Author(s)
      加藤勲也, J. W. Krizan, R. J. Cava, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] Elastic anomalies in orbital-degenerate frustrated spinel CoV2O42015

    • Author(s)
      Tadataka Watanabe, Shogo Yamada, Rui Koborinai, and Takuro Katsufuji
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu (USA)
    • Year and Date
      2015-12-17 – 2015-12-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 擬一次元鎖炭化物Sc3TC4(T=Ru,Os)の元素置換効果2015

    • Author(s)
      風間拓人, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [Presentation] コバルトスピネルACo2O4(A = Li, Mg, Zn)の磁性2015

    • Author(s)
      村井亮太, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-16
  • [Presentation] フェライトスピネルAFe2O4(A=Zn,Cd)の元素置換効果2015

    • Author(s)
      小野拓海, 大春大地, 小林奨汰, 山田隼人, 前田穂, 高瀬浩一, 高野良紀, 渡辺忠孝
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-16
  • [Presentation] Elastic Anomalies in Orbital-Degenerate Frustrated Spinel CoV2O42015

    • Author(s)
      Tadataka Watanabe, Shogo Yamada, Rui Koborinai, Takuro Katsufuji
    • Organizer
      20th International Conference on Magnetism (ICM2015)
    • Place of Presentation
      Barcelona (Spain)
    • Year and Date
      2015-07-10 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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