2014 Fiscal Year Research-status Report
二次元量子スピン反強磁性体のナノスケール微粒子における新奇なエッジ効果
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26390010
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
出口 博之 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30192206)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田尻 恭之 福岡大学, 理学部, 助教 (90441740)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 二次元量子スピン反強磁性体 / ナノスケール微粒子 / 磁気エッジ効果 / 電子スピン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.メソ多孔体SBA-15を用いたナノスケールサイズのLa2CuO4試料の作成。メソ多孔体SBA-15を合成し、水溶液中に溶かしたLa2CuO4の原料試薬の中にメソ多孔体SBA-15を入れ、細孔内に試薬をよく浸透させ乾燥させた後、酸素中で焼成した。La2CuO4のナノ粒子を作成した。
2.La2CuO4ナノ粒子の構造解析および磁気測定の実施。作成したナノスケール粒子の構造解析は、KEKの放射光共同利用実験を申請してビームラインBL-8Bにおいて粉末X線回折を行った。SBA-15の細孔中のナノ微粒子の結晶構造および平均的な粒子サイズを回折パターンの解析によって調べた。また現有装置のSQUID磁束計（カンタムデザイン社MPMS-XL）を用いてナノスケール粒子の磁化率の温度依存および磁化過程の測定を行った。
3.電子スピン共鳴（ESR）装置と低温用温度可変装置の組立て。ESR用低温域温度可変装置と現有装置のXバンドの電子スピン共鳴（ESR）装置システムを組み合わせ，低温域でのESR測定が行えるように調整した。
4.研究の成果 平均粒子径が27nmのLa2CuO4のナノ粒子の磁気測定を行ったところ、バルクの試料と比較して異常に大きな磁気モーメントを有することが明らかになった。この新奇な磁性は、有限な二次元面の端（エッジ）付近のスピンの磁性と考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した研究の目的および平成２６年度の研究実施計画に沿って研究が進んでいる。研究対象のLa2CuO4ナノスケール微粒子の作成を行い、その構造および粒径を調べて磁気測定を実施した。また購入したESRの温度可変装置と既存の備品であるESRスペクトロメータの組立調整し、低温域でのESR測定の準備を行った。平均粒子径が27nmのLa2CuO4のナノ粒子の磁気測定の解析から、バルクの試料と比較して異常に大きな磁気モーメントを有することが明らかになった。この新奇な磁性は、有限な二次元面の端（エッジ）付近のスピンの磁性と考えられる。よって、おおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
La2CuO4のナノ粒子のエッジ効果のサイズを調べる。細孔径の異なるにSBA-15を用いることにより、粒子サイズの異なるLa2CuO4のナノ粒子を作成する。SBA-15の細孔中のナノ微粒子の結晶構造および平均的な粒子サイズを回折パターンの解析によって調べる。また透過型電子顕微鏡(TEM)によるナノ微粒子の観察によって微粒子の粒径分布および粒子の形状を明らかにする。ナノスケール粒子の磁化率の温度依存および磁化過程の測定を行い、試料全体の磁性を評価して磁性のサイズ依存を調べる。またLa2CuO4ナノ粒子のCu2+のESRスペクトルの温度・サイズ依存を調べてエッジ効果を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初に予定していた磁気測定が装置のトラブルで稼働時間が少なくなり、予定より液体ヘリウムなどの寒剤費用が少額になった。また予定していた国際会議への参加を取りやめたことにより旅費の支出も少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ナノ粒子の磁気測定を前年度にやり残した測定を加えて行う。また前年度温度可変装置との組み立てが完了した電子スピン共鳴装置を用いて低温での電子スピン共鳴測定を行うため、液体ヘリウムや液体窒素等の寒剤に物品費を多く使用する。また、国内学会、国際学会に参加し、研究成果を前年度の未発表分を含めて発表するため、旅費を多く使用する。
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Research Products
(5 results)
