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ゼオライト細孔内でのクラスターの安定化機構とその量子状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 08230203
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

野末 泰夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60125630)

研究分担者 寺崎 治  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30004401)
研究期間 (年度) 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード強磁性 / ゼオライト / クラスター / フェリ磁性 / カリウム / s電子 / LTA / 量子サイズ効果
研究概要

内径約11Åの細孔が単純立方構造で配列したカリウムタイプのゼオライトK-LTAにカリウムを吸蔵させた系では,ゼオライト自身のもつカリウムイオンと吸蔵させたカリウム原子とがいっしょになり,カチオニッククラスターが細孔内に安定化される.そして,クラスターの4s電子(以下s電子)が様々な磁気的・光学的性質を示す.この系では細孔当たり(クラスター当たり)平均5個程度のs電子を含むと最も顕著な強磁性が低温で観測されることを既に報告した.強磁性の発現機構については,当初,遍歴電子の弱い強磁性モデルで説明してきたが,いくつか奇妙な点があり,それを解明することが本研究の重要な目的のひとつである.まず,磁気測定に関しては,より高磁場での磁化の測定を行い,更に,より高い温度域での磁化率の測定を行った.また,より低いエネルギーの光学スペクトルを測定した.その結果,従来の遍歴電子による弱い強磁性のモデルでは説明できない結果が得られ,当初の予想を超えた新しいモデルを考える必要があることがわかってきた.
現段階での解釈として,実験結果とあわせて以下のように考えた.まず,この系は従来考えられていた様な金属的な系ではなく,絶縁体またはそれに近い系であることがわかった.更に,高温域の磁化率の測定結果から,クラスターの磁気モーメントは互いに反強磁性的に相互作用していることが示された.また,Curie定数からは2μ_B程度のかなり大きな局在磁気モーメントの存在が明らかにされた.この値は高磁場での磁化から求めた値の10倍程度の大きなものであった.そこで,局在磁気モーメント間の反強磁性的相互作用と強磁性の共存する磁性としてフェリ磁性を考えた.
次は,なぜこの様な系が安定化されるのかという点が問題となる.種々の実験結果から,電荷密度波とスピン密度波が共存していることが推測される.この他,ゼオライトFAU中の系についても研究を行った.

報告書

(1件)
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Y. Ikemoto: "Optical Studies of Nanoscale Materials Incorporated in the Space of Zeolite Crystals" to be published in Mater. Sci. Eng. B.(1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 寺崎 治: "ゼオライトの微細構造とその空隙に配列したクラスターの構造と物性" まてりあ. 35. 876-880 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nozue: "Electronic Properties and Structure of Clusters in Zeolite Crystals" Trans. Mat. Res. Soc. Jpn.20. 458-461 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Ikemoto: "Microoptical Spectroscopy of Potassium Adsorbed in Channel-Type Zeolite" Trans. Mat. Res. Soc. Jpn.20. 474-477 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nozue: "Ferromagnetism of Alkali Metal Clusters Incorporated in the Periodic Space of Zeolite LTA" Surf. Rev. Lett.3. 701-706 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Nozue: "Electronic Properties of Cluster Crystal Incorporated in Zeolite Crystals" Proc. Materials and Measurements in Moleclar Electronics. 151-162 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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