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銅酸化物のナノ構造物性-高温超伝導体の異常物性との相関及び新規物性開発

研究課題

研究課題/領域番号 15510093
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造科学
研究機関佐賀大学

研究代表者

鄭 旭光  佐賀大学, 理工学部, 助教授 (40236063)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードナノ物性 / チャージ・ストライプ / 電荷秩序 / 反強磁性 / スピングラス / 幾何学的フラストレーション / 天然銅酸化物 / 銅酸化物 / チャージストライプ / 電荷・磁気秩序 / 電荷・スピン・格子相関 / 天然銅酸化物鉱物
研究概要

1、銅酸化物系における最単純反強磁性絶縁体のCuOが強い格子・スピン相関系であることを発見し、CuOに正孔をドーピングし、CuOは他の反強磁性体NiO等よりもキャリアドープによる反強磁性の抑制が著しいことを見出し、更に高濃度ドープ試料においてチャージ・ストライプのような電荷秩序を観察した。また磁気相の分離という証拠をμSR測定により得ている。これにより最単純銅酸化物におけるチャージ・ストライプを発見した『発表論文1-4』。
2、CuO及びLa_2CuO_4のナノ粒子を作製し、ナノサイズによるそれぞれの磁性変化を調べた。その結果、CuOのナノ粒子において臨界温度(ネール温度)が激減するという新しい実験結果を得ており、ナノ磁性体の臨界温度が微減に止まるという今までの定見を覆した『論文9,14』。
3、天然銅酸化物Cu_2Cl(OH)_3において強い格子・スピンの相関を見出し、更に幾何学的フラストレーションによって長距離磁気秩序とスピン揺らぎの共存という新しい結果を得た。幾何学的フラストレーションに関してはスピンアイスのような希土類物質系が強い関心を集めている。本研究によって新規のd電子幾何学的フラストレーション系が発見された『5,6,10,11,15』。
4、本研究の実施中、想定外の応用新規物性も発見した。銅アルミ酸化物CuAlO_2というP型透明半導体がオゾンガスに電気抵抗で敏感に反応し室温オゾンガスセンサに成りうることを発見した『8』。また、本研究で培われた物質合成及び結晶成長の経験が機能性材料の開発及び他の物性研究にも役立った『7,12,13』。
成果のうち、2003-2004年度においてすでに15編の学術論文をPhysical Review Letters、Physical Review B、Applied Physics Letters等の物理学まもたは応用物理学論文誌に公表しくは印刷中である。いずれも初めての報告であり、オリジナルな発見を多く含んでいる。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Unconventional magnetic transitions in the mineral clinoatacamite Cu_2Cl(OH)_32005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transitions in polymorphic minerals of the natural cuprates atacamite and botallackite Cu_2Cl(OH)_32005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electro-Mechano-Optical Conversions in Pr^<3+>-Doped BaTiO_3-CaTiO_3 Ceramics2005

    • 著者名/発表者名
      X.S.Wang, C.N.Xu, H.Yamada, X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Advanced Materials (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite-size effect on Neel temperature in antiferromagnetic nanoparticles2005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ordered magnetic state in PrFe_4Sb_<12> single crystals2005

    • 著者名/発表者名
      N.P.Butch et al., X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coexistence of long-range order and spin fluctuation in geometrically frustrated clinoatacamite Cu_2Cl(OH)_32005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Unconventional magnetic transitions in the mineral clinoatacamite2005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

      ページ: 52409-52409

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transitions in polymorphous minerals of natural cuprates atacamite and botallackite Cu_2Cl(OH)_32005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

      ページ: 174404-174404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transitions in polymorphic minerals of the natural cuprates atacamite and botallackite Cu_2Cl(OH)_32005

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electro-Mechano-Optical Conversions in Pr^<3+>-Doped BaTiO_3-CaTiO_3 Ceramics2005

    • 著者名/発表者名
      XS.Wang, C.N.Xu, H.Yamada, X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Advanced Materials (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast suppression of antiferromagnetism in Cu_<1-x>Li_xO2004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Phvsical Review B 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Lattice distortion and magnetolattice coupling in CuO2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamada, X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transition in atacamite Cu_2Cl(OH)_32004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng, E.S.Otabe
    • 雑誌名

      Solid State Communications 130

      ページ: 107-109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transition in botallackite Cu_2Cl(OH)_32004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng, C.N.Xu
    • 雑誌名

      Solid State Communications 131

      ページ: 509-511

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dramatic suppression of antiferromagnetic coupling in nanoparticle CuO2004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Solid State Communications 132

      ページ: 493-496

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Strong elasticoluminescence from monoclinic-structure SrAl_2O_42004

    • 著者名/発表者名
      C.N.Xu, H.Yamada, X.Wang, X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 84

      ページ: 3040-3042

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Room temperature sensing of ozone by transparent p-type semiconductor CuAlO_22004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 85

      ページ: 1728-1729

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dramatic suppression of antiferromagnetic coupling in nanoparticle CuO2004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Solid State Commun. 132

      ページ: 493-496

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transition in botallackite Cu_2Cl(OH)_32004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Solid State Communications 131

      ページ: 509-511

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antiferromagnetic transition in atacamite Cu_2Cl(OH)_32004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Solid State Communications 130

      ページ: 107-109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast suppression of antiferromagnetism in Cu_<1-x>Li_xO.2004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Strong elasticoluminescence from monoclinic-structure SrAl_2O_42004

    • 著者名/発表者名
      C.N.Xu et al., X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 84

      ページ: 3040-3040

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fast suppression of antiferromagnetism in Cu_<1-x>Li_xO2004

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of hole-doping in Li_xCu_<1-x>O2003

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase diagram of lithium-doped copper oxide CU_<1-x>Li_xO2003

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, S.Ikeuchi, Y.Nakazawa, X.G.Zheng, M.B.Maple, M.Sorai
    • 雑誌名

      Solid State Communications 125

      ページ: 23-26

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase diagram of lithium-doped copper oxide Cu_<1-x>Li_xO2003

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Solid State Communications 125

      ページ: 23-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite-size effect in antiferromagnetic nanoparticles

    • 著者名/発表者名
      X.G.Zheng et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ordered magnetic state in PrFe_4Sb_<12> single crystals

    • 著者名/発表者名
      N.P.Butch et al., X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Physical Review B (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electro-Mechano-Optical Conversions in Pr^<3+>-Doped BaTiO_3-CaTiO_3 Ceramics

    • 著者名/発表者名
      X.S.Wang et al., X.G.Zheng
    • 雑誌名

      Advanced Materials (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.G.Zheng: "Effect of hole-doping in Li_xCu_<1-x>O"Physical Review B. 67. 214516-1-214516-4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.G.Zheng: "Fast suppression of antiferromagnetism in Cu_<1-x>Li_xO"Physical Review B. 69. 094510-1-094510-5 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamada: "Lattice distortion and magnetolattice coupling in CuO"Physical Review B. 69. 104104-1-104104-7 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Saito: "Phase diagram of lithium-doped copper oxide Cu_<1-x>Li_xO"Solid State Communications. 125. 23-26 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] X.G.Zheng: "Antiferromagnetic transition in atacamite Cu_2Cl(OH)_3"Solid State Communications. 130. 107-109 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] C.N.Xu: "Strong elastico-deformation luminescence from SrAl_2O_4 with monoclinic structure"Applied Physics Letters. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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