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Investigation of the Spin-Phase Separation in LaCoO3 by High-field Magnetization

Research Project

Project/Area Number 24540365
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

ASAI Kichizo  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (00109795)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SATO Keisuke  茨城工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (10418212)
KOBAYASHI Yoshihiko  東京医科大学, 医学部, 講師 (60293122)
NAKAMURA Jin  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50313416)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) KINDO Koichi  東京大学, 物性研究所, 教授 (20205058)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsスピン転移 / スピン相分離 / Co酸化物 / 強磁場磁化過程 / 強磁場磁歪 / 強磁場物性 / 強相関電子系 / ペロブスカイト / 強磁場磁化課程 / スピンポーラロン / 超強磁場 / 磁性 / 物性実験
Outline of Final Research Achievements

The present study reveals the mechanism of the temperature-induced spin-state transition of LaCoO3 by investigating the high-field magnetization process of the doped LaCoO3 specimens. The Co3+ ions, which are in the low-spin (LS) state in the lowest temperature, are thermally excited to the high-spin (HS) state above about 30 K. However, the number of the Co3+ ions in the HS state is limited to about 15 % due to a large repulsive interaction among HS Co3+ ions. With further increase of the temperature, the remaining LS Co3+ ions are thermally excited to the intermediate-spin (IS) state around 100 K. It is suggested that other physical properties, such as magnetostriction, of LaCoO3 can be understood in accordance with the present model where HS and IS states coexist above 100 K.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report

Research Products

(25 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (21 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] ペロブスカイト型Co酸化物のスピンクロスオーバー現象:その歴史と現状2015

    • Author(s)
      浅井吉蔵、小林義彦、佐藤桂輔
    • Journal Title

      日本物理学会誌

      Volume: 70 Pages: 6-13

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magnetic Anomaly of La_{1-x}M_{x}FeO_{3} (M = Ca, Sr, and Ba) around 100 K2014

    • Author(s)
      Yuki Nakamae, Shu Ishida, Wataru Takemura, Masatoshi Ohno, Akimasa Okada, Toshihiro Mitsui, Yoshihiko Kobayashi, Jin Nakamura, and Kichizo Asai
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Issue: 6 Pages: 063701-063701

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.063701

    • ISSN
      0031-9015, 1347-4073
    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Change in Pr-4f Ground State in Pr_{1-x}Y_{x}CoO_{3}2014

    • Author(s)
      Y. Kobayashi, Y. Terakado, and K. Asai
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Issue: 10 Pages: 104704-104704

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.104704

    • ISSN
      0031-9015, 1347-4073
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Field-Induced Spin-State Transition in LaCo_{1-x}M_{x}O_{3} (M = Al, Ga, Rh, and Ir)2014

    • Author(s)
      K. Sato, A. Matsuo, K. Kindo, Y. Hara, K. Nakaoka, Y. Kobayashi, and K. Asai
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Issue: 11 Pages: 114712-114712

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.114712

    • ISSN
      0031-9015, 1347-4073
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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 多結晶La_{1-x}Sr_{x}CoO_{3}の磁歪2015

    • Author(s)
      大橋優貴,佐藤桂輔,原嘉昭,中岡鑑一郎,小林義彦,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-24
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      皆川桂太,中村麻紀,佐藤桂輔,原嘉昭,中岡鑑一郎,小林義彦,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-24
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  • [Presentation] コンプトン散乱によるLaCoO_{3}のスピン転移の研究II2015

    • Author(s)
      小林義彦,櫻井吉晴,伊藤真義,佐藤桂輔,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-22
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      市川拓,佐藤桂輔,松尾晶,金道浩一,原嘉昭,中岡鑑一郎,小林義彦,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-09
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      浅井吉蔵
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      日本物理学会2014年秋季大会
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      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-09
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  • [Presentation] ナノサイズ多結晶La_{1-x}Sr_{x}CoO_{3} (x=0.2)の磁気特性2014

    • Author(s)
      大橋優貴,佐藤桂輔,原嘉昭,中岡鑑一郎,浅井吉蔵,小林義彦
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-07
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  • [Presentation] 単結晶La_{1-x}Sr_{x}CoO_{3} (x=0.2)の応力歪み特性の結晶方位依存2014

    • Author(s)
      皆川桂太,佐藤桂輔,原嘉昭,中岡鑑一郎,浅井吉蔵,小林義彦
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-07
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  • [Presentation] LaCo_{1-x}Rh_{x}O_{3}の電子構造:HX-PESとバンド計算の比較2014

    • Author(s)
      岡田陸,田路智也,大川万里生,達大樹,吉田鉄平,小林義彦,寺門悠樹,浅井吉蔵,Xeniya Kozina,池永英司,大橋治彦,山崎裕史,崎泰久,坂井延寿,組頭広志,浜田典昭,齋藤智彦
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-07
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] La_{1-x}Sr_{x}CoO_{3}の磁気コンプトン散乱

    • Author(s)
      小林義彦,佐藤桂輔,櫻井吉晴,伊藤真義,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
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      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
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  • [Presentation] 磁化及び超音波測定によるペロブスカイト系Co酸化物のスピン転移の研究

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      佐藤健,礒本航,岩澤貴司,小林利章,小林義彦,中村仁,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] RE_{1-x}M_{x}FeO_{3} (RE=La, Pr; M=Sr, Ca, Ba)の100K近傍での磁気異常

    • Author(s)
      竹村航,石田周,大野正敏,三井俊宏,小林義彦,中村仁,浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] La_{1-x}Sr_{x}FeO_{3}の100K付近の磁気異常の単結晶試料による研究

    • Author(s)
      中前雄貴,岡田晃正,大野正敏,小林義彦,中村仁,浅井吉蔵
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      日本物理学会第69回年次大会
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      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] LaCo_{1-x}Rh_{x}O_{3}の光電子分光

    • Author(s)
      岡田陸,田路智也,大川万里生,和達大樹,吉田鉄平,小林義彦,寺門悠樹,浅井吉蔵,Xeniya Kozina,池永英司,坂井延寿,組頭広志,仲武昌史,生天目博文,谷口雅樹,齋藤智彦
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      日本物理学会第69回年次大会
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      東海大学湘南キャンパス(神奈川)
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      高澤大輔、大澤明弘,宮田全展,中村仁,溝口森二、浅井吉蔵
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      広島大学東広島キャンパス
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      中村麻紀、佐藤桂輔、原嘉昭、中岡鑑一郎、岩澤貴司、木原工、小林義彦、徳永将史、浅井吉蔵
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      日本物理学会第68回年次大会
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      広島大学東広島キャンパス
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      寺門悠樹、小林義彦、浅井吉蔵
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      日本物理学会第68回年次大会
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      広島大学東広島キャンパス
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      N. Arai, S. Enoshita, S. Ishida, Y. Kobayashi, K. Abe, J. Nakamura, and K. Asai
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      The 2nd International Conference of AUMS/The Asian Union of Magnetics Societies
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      Nara Prefectural New Public Hall
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  • [Presentation] Y_{1-x}Pr_{x}CoO_{3}の磁性と電気伝導

    • Author(s)
      寺門悠樹、小林義彦、浅井吉蔵
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学常盤台キャンパス
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Published: 2013-05-31   Modified: 2020-05-15  

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