| Project/Area Number |
21K19025
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ランダム系 / 酸化物 / 強磁性 / 希土類 / アモルファス / 固溶体 / アモルファス酸化物 / 不規則酸化物 / マグノン / 薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
固体の磁気的性質は、磁気モーメントと呼ばれる原子レベルでの微細な磁石の集合体を考えることによって説明される。永久磁石のような強い磁場を生じる固体の性質は、磁気モーメントが規則正しく並んだ状態が実現して初めて観察されると考えられてきたが、研究代表者らは、ガラスのように構造が乱れた酸化物固体でもこの種の強い磁性が見られることを明らかにした。本研究ではこのような物質群を拡張するとともに、磁気モーメントが波のように伝播するマグノンという現象を見いだすこと試みる。
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| Outline of Final Research Achievements |
The present study aimed to magnetic oxides containing rare-earth ions in random systems. First, borosilicate glasses containing a large amount of Tb3+ ions were prepared, and their glass structures were clarified by utilizing several spectroscopic techniques. Also, the composition of the glass exhibiting a large magneto-optical effect in a short wavelength range at room temperature was suggested. Secondly, magnetic properties of solid solutions of EuZrO3 with alkaline earth metal (Ca, Sr, and Ba) zirconates were explored. It was found that Eu0.7Ba0.3ZrO3 exhibits ferromagnetic transition although the magnetic moments due to the Eu2+ ions are diluted and randomly distributed in the crystal structure. It should be noted that EuZrO3 is antiferromagnetic. It is thought that the replacement of Eu2+ with Ba2+ leads to the expansion of lattice volume and suppresses the antiferromagnetic interaction between Eu2+ ions via 4d orbital of Zr4+.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
酸化物ガラスに代表されるランダム系の酸化物固体に磁気モーメントが導入されると一般にはスピングラス相のような無秩序な磁気構造が現れ、強磁性のような秩序磁性を得ることは難しい。本研究で合成した固溶体の一種であるEu0.7Ba0.3ZrO3はEu2+に付随する磁気モーメントが空間的にランダムに分布しているにもかかわらず強磁性を示すことを明らかにした点は固体化学や固体物理学の基礎の観点から学術的に意義がある。一方、Tb3+高含有ガラスの磁気光学効果は、開発が遅れている可視域から紫外域の光アイソレーターなどを作製する上で実用的に価値のある成果である。
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