ZrCuSiAs型遷移金属化合物の水素置換による電子・磁気機能制御

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25810035
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 松石 聡 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 准教授 (30452006)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 水素アニオン / 層状化合物 / 電子ドーピング / 金属・絶縁体転移

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、ZrCuSiAs構造をもつLaZnAsOに対し、その酸素サイトの一部を水素アニオンに置換し、電子ドーピングを行った。これまでの合成条件(1100℃,2 GPa)では置換できた水素量はごくわずかであり、本来絶縁性のLaZnAsOの電気抵抗をわずかに低下させることしかできていなかったが、合成温度・圧力を1300℃、5GPaに変更することで、再現よく水素置換することに成功し、明瞭な低抵抗化と、温度の低下とともに抵抗が低下する金属的伝導性を確認した。しかしながら、異相が析出せずに、実現できる水素置換量(仕込み)は20％程度であり、LaFeAsOやLaMnAsOの様に、50％を超える置換は実現できなかった。続いて、この水素置換されたLaZnAsOに対し、Znサイトの一部をMnに置換することを試みた。Mn置換を行うと、酸素サイトを置換できる水素量が増加することが認めれ、特に、水素置換量とMn置換量が1:1の場合、置換量が30%を超えても相が得られることが分かった。以上のように当初目的としていた、水素、Mn共置換試料の合成に成功した。得られた試料について抵抗測定よび磁気抵抗測定を行ったが、現在のところ明瞭な磁気抵抗や、磁気転移の兆候はみられていない。今後は、置換量を最適化して、磁気転移の有無を確認するとともに、本物質の電子状態を解析していく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初1年目で、水素、Mn共置換試料の合成を完了し、２年目以降はその物性測定を行う予定であったが、
合成条件は確立するところで留まってしまっており、物性測定はまだこれからである。

Strategy for Future Research Activity

置換量を最適化して、磁気転移の有無を確認したうえ、物質合成に関してまず、論文化する。
これと並行して、LaZn1-yMnyAsO1-xHxについて、電気抵抗測定・磁気測定および種々の分光学的手法を用いて
電子状態を解析し、これについてもまとめる。また、フラックス法により、単結晶合成も行う。