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強電子相関ゼオライトの開発と吸着現象を利用した新しい磁性相、超伝導相の探策

研究課題

研究課題/領域番号 15750127
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機能物質化学
研究機関中央大学

研究代表者

佐藤 博彦  中央大学, 理工学部, 助教授 (90262261)

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
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード多孔質 / 酸化物 / 遷移金属 / 直交ダイマー / 磁性 / 導電性 / ゼオライト / 強相関 / 強相関物質 / 電気伝導 / 超伝導 / 水熱合成 / 吸着
研究概要

ゼオライトに類似する多孔質の構造をもった新しい遷移金属酸化物を合成し、特異な磁性や導電性の発現をめざして研究を行った。今年度は特に、KSbO3型と呼ばれる特異なネットワーク構造を持つ物質群に着目した。この構造は、遷移金属原子を6つの酸素原子が取り囲んだ八面体2つが稜を共有してできたダイマーを基本としている。それぞれのダイマーはさらに別のダイマーと頂点酸素を共有して3次元構造を構築しているが、隣り合うダイマー同士の向きが直交していることが大きな特徴である。また、このような結合は大きな隙間を生じ、その隙間の中に第三の元素(アルカリ土類や希土類)が挿入されている。これらの元素のイオン半径は隙間の空間と比べて非常に小さいので、これらの結晶は多孔性の骨格構造の隙間にゲストイオンが取り込まれているような構造と見なすことができ、ゼオライト的な構造といえる。一連の研究により得られた物質は、Ba2Ir3O9,Sr0.4ReO3,Pb6Re6O19,(BaxSr1-x)2Ru3O9の4つであるが、特に最後の物質は新規物質である。いずれも物性に関しては今までほとんど調べられていない。5d遷移金属であるIr,Reを含む最初の3物質の磁性はいずれも温度に依存しないパウリ常磁性であることがわかった。磁化率の値そのものはBa2Ir3O9と比べてSr0.4ReO3とPb6Re6O19の方がはるかに小さいことがわかった。電気抵抗率の温度依存性はBa2Ir3O9では低温で温度の2乗に比例する挙動、Sr0.4ReO3では温度にほぼ比例する挙動であることがわかった。これらの結果から、Ir化合物はRe化合物に比べて強相関金属としての特徴がより顕著に現れていることが示唆される。一方、4d遷移金属酸化物である(BaxSr1-x)2Ru3O9の磁化率は、相転移を起こさずに低温で滑らかに減少していくという異常な挙動を示す。その温度依存性を解析した結果、スピンが有限ギャップが空いた基底状態に落ち込んでいるという解釈が可能であることがわかった。このようなスピンギャップ的な挙動の原因として、KSbO3型の特殊な直交ダイマー構造に着目している。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Anomalous magnetism in three-dimensional orthogonal dimer lattice system : (Ba1-xSrx)2Ru3O9 (x【approximately equal】0.35)2004

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Sato, Takayoshi Watanabe, Jun-Ichi Yamaura
    • 雑誌名

      Solid State Communications 131(11)

      ページ: 707-711

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ba2Ir3O9 : New 5d Mixed-Valence Metallic Oxide With KSbO3-Type Structure2004

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Kawamura, Hirohiko Sato
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 383(1-2)

      ページ: 209-212

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] New Ternary Barium Ruthenates : 10H-type BaRuO3 and Ba2Ru7O182004

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Ogawa, Hirohiko Sato
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 383(1-2)

      ページ: 313-318

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sato, T.Ogawa, N.Okuda, J.Wakabayashi: "Crystal structure, magnetic and transport properties of new ruthenate phase, Ba2Ru7O18"Journal of Physical Society of Japan. 72(12). 3035-3038 (2003)

    • 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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