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軌道縮退とフラストレーションのある遷移金属カルコゲナイドでの新しい量子現象の探索

研究課題

研究課題/領域番号 12046243
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

志賀 正幸  京都大学, 工学研究科, 教授 (30026025)

研究分担者 中村 裕之  京都大学, 工学研究科, 助手 (00202218)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード遷移金属カルコゲナイド / 軌道自由度 / フラストレーション / 金属絶縁体転移 / 三角格子 / カルコゲナイド / 軌道縮退 / スピン液体 / スピネル
研究概要

遷移金属カルコゲナイド、特に硫化物は、硫黄の価数の不安定性に伴い、酸化物とは異なる多様な異常を示す可能性がある。我々は、数年来研究を続けてきた三角格子硫化物BaVS3の金属絶縁体転移の起源を明らかにすること、および、カルコゲナイドで新たな興味深い物理現象を探索することを目的として、軌道縮退およびスピンフラストレーションをキーワードとした物質探索を行った。
BaVS3関連では関連物質としてBaVSe3、V5S8、V5Se8およびインターカレート物質等の研究を行った。これらの物質に関しては、その基底状態で、磁気モーメントの大きさに比してNMRの共鳴周波数(核位置の内部磁場)が小さいという問題点が存在していた。一連の物質の系統的な研究から、それらの物質では、大きな異方性内部磁場が存在する可能性があり、それが見かけの内部磁場を小さくしている可能性があることがわかった。また、単結晶を用いた回折実験や強磁場測定で、金属絶縁体転移の起源の解明に関して、大きな進歩が得られた。
一方、新たな、物質探索に関しては、様々な遷移金属硫化物の合成と基礎物性の測定を行ったが、特に興味深い物質として、ここでは欠損スピネルをあげる。欠損スピネルは孤立した四面体金属クラスタを持つ。すなわち、遍歴電子フラストレート系と局在電子フラストレート系の中間に位置し、金属-絶縁体境界のフラストレーションの効果を研究する上で非常に興味深い物質といる。一部の遷移金属欠損スピネル化合物では軌道自由度とスピンのフラストレーションに関連すると考えられるクラスタ内の構造不安定が観測された。今後、この分野の研究を発展させたいと考えている。

報告書

(2件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] T.Yamasaki: "Magnetism of BaVSe3"J.Phys.Soc.Japan. 70・6. 1768-1771 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakamura: "Magnetism of geometrically frustrated transition-metal sulfides : BaVS3 and related compounds"Phys.Metals Metallography. (出版予定).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shiga: "Magnetism of Frustrated Metallic Compounds BaVS_3"RIKEN Review. 27. 48-50 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shiga: "Magnetism of Geometrically Frustrated Metallic Compounds"J.Phys.Soc.Japan Suppl.A. 69. 147-155 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Nakamura: "Incommensurate Magnetic Ordering and Spin-Liquid-Like State in a Triangular Lattice BaVS_3"J.Phys.Soc.Japan. 69. 2763-2766 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoaki Yamasaki: "Ferromagnetism of Sulfer Deficient BaVS_<3-δ>"J.Phys.Soc.Japan. 69. 3068-3071 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shiga: "Metamagnetic Transition in BaVS_3:Highly Correlated System with Frstration"to be published in Physica B. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Nakamura: "Magnetism of Geometrically Frustrated Transition-Metal Sulfides : BaVS_3 and Related Compounds"to be published in Phys.Metals Metallography. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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