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コバルト酸化物の構造とスピン状態の中性子散乱研究

Research Project

Project/Area Number 04J05887
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biophysics/Chemical physics
Research InstitutionNagoya University
Research Fellow 左右田 稔  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsコバルト酸化物 / 中性子散乱 / 磁気構造 / フラストレーション / スピン状態
Research Abstract

酸化物中のCoイオンのスピン状態(もしくは電子状態)は局所構造に敏感で温度の変化によってもしばしば移りかわり、その物性もそれに伴って多様に変化する。酸素欠損型ペロブスカイトRBaCo_2O_<5+δ>(R=Y,希土類元素)のδ=0.5では、欠損のオーダーによりCoO_6八面体とCoO_5ピラミッドが頂点連結型の規則的配列をとるが、そこでは磁気特性や電子輸送特性が劇的な温度変化を示す。Coスピン状態と局所構造の関係を明らかにするために、以前RBaCo_2O_<5+δ>(R=Nd, Tb)単結晶を用いた中性子散乱実験を行い、磁気構造を解析した。これらの結果から、Coスピン状態は酸素の局所配列だけでなく、Rのイオン半径にも依存することを直接的に示した。その結果を発表した後、または同時期に、他グループから様々な磁気構造が提案されたが、中性子散乱実験に加えてNMR測定を行い、自分達の磁気構造がこの二種類の実験の結果を説明する唯一のものであることを証明した。
Coスピン状態と局所構造(CoO_6 or CoO_5)の関係に注目してRBaCo_2O_<5+δ>の研究を行ってきたが、さらにCoO_4四面体をもつRBaCo_4O_7を取り上げた。この系はCoがカゴメ格子と三角格子を形成し、それらが交互に積層しているのでフラストレーションの面から注目される。この系の磁性を明らかにするために、YBaCo_4O_7、LuBaCo_4O_7単結晶を用いた中性子散乱実験を行ったところ、三角格子またはカゴメ格子のどちらか一方の副格子上のモーメントだけからの磁気反射が各々の格子に対応するQ-pointに観測されたが、それらはともに120°構造を基本にした磁気構造が実現していることを示している。また、YBaCo_4O_7とLuBaCo_4O_7では低温磁性が異なっており、それぞれに観測される構造変化の違いと密接に関係していると思われる。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(17 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (17 results)

  • [Journal Article] Successive Magnetic Transitions of the Kagome Staircase Compound CO_3V_2O_8 Studied in Various Magnetic Fields2007

    • Author(s)
      Yukio Yasui
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

      Pages: 034706

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure of YBaCo_4O_7 with Kagome and Triangular Lattices2006

    • Author(s)
      Minoru Soda
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 054707

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Existence of Co^<3+> Low-Spin State in TbBaCo_2O_<5.5>2006

    • Author(s)
      Minoru Soda
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

      Pages: 104708

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Search for Magnetic Excitation Spectra of Na_xCoO_<2-y>D_2O -Neutron Scattering-2006

    • Author(s)
      Taketo Moyoshi
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 074705

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Studies of the Anomalous Hall Effect and Magnetic Structure of Nd_2Mo_2O_7-Test of the Chirality Mechanism-2006

    • Author(s)
      Yukio Yasui
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 084711

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Metal-insulator transition induced by electronic and structural modulations in oxygen-deficient perovskite-type TbBaCo_2O_<5.5>2006

    • Author(s)
      Masanori Hidaka
    • Journal Title

      Phys.Stat.Sol.(b) 243

      Pages: 1813-1822

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anomalous Hall Resistivity of TbBaCo_2O_<5.53> with Nontrivial Magnetic Structure2006

    • Author(s)
      Toshiaki Fujita
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 114710

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Studies of Pyrochlore-Related Spin-1/2 System Ag_2Cu_2O_32006

    • Author(s)
      Daisuke Uematsu
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 124601

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoemission study of RBaCo_2O_<6-δ>(R=Tb,Nd,δ=0.5,1.0)2006

    • Author(s)
      K.Takubo, J.-Y.Son, T.Mizokawa, M.Soda, M.Sato
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 73

      Pages: 075102

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic and Metal-Insulator Transition in β-Na_<0.5>CoO_2 and γ-K_<0.5>CoO_2-NMR and Neutron Diffraction Studies-2006

    • Author(s)
      H.Watanabe, Y.Mori, M.Yokoi, T.Moyoshi, M.Soda, Y.Yasui, Y.Kobayashi, M.Sato, N.Igawa, K.Kakurai
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

      Pages: 034716

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic and Charge Ordering Transitions of PrBaCo_2O_52005

    • Author(s)
      M.Soda, Y.Yasui, M.Sato, K.Kakurai
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      Pages: 1875-1876

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic Correlation of Na_xCoO_2 and Successive Phase Transitions of Na_<0.5>CoO_2 -NMR and Neutron Diffraction Studies-2005

    • Author(s)
      M.Yokoi, T.Moyoshi, Y.Kobayashi, M.Soda, Y.Yasui, M.Sato, K.Kakurai
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn 74

      Pages: 3046-3056

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Correlation between the metal-insulator transition and the electronic density of states near the Fermi level in oxygen-deficient perovskite-type NdBaCo_2O_<5.5>2005

    • Author(s)
      M.Hidaka, M.Soejima, M.Soda, M.Sato, Sun-Hee Choi, Nark Eon Sung, Min Gyu Kim, Jay Min Lee
    • Journal Title

      Phys.Stat.Sol.(b) 242

      Pages: 1422-1430

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic Structure of Sr_2MnO_<3.5>2005

    • Author(s)
      Chihiro Kato
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 74・3

      Pages: 1026-1029

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic Structures and Spin States of NdBaCo_2O_<5.5>2004

    • Author(s)
      Minoru Soda
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 73・10

      Pages: 2857-2862

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Studies on Magnetic Excitation of High-T_c Superconductor2004

    • Author(s)
      Masafumi Ito
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 73・4

      Pages: 991-999

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetic Structures of Cu_<0.3>Zn_<0.7>Cr_2Se_42004

    • Author(s)
      Satoshi Iikubo
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 73・4

      Pages: 1023-1030

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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