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600K以上の転移温度を持つ酸化物ハーフメタルの新規開拓と機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04501
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

山浦 一成  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (70391216)

研究分担者 辻本 吉廣  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (50584075)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワードペロブスカイト / 高圧合成 / 2重ペロブスカイト / 2重ペロブスカイト / Ca2MnOsO6 / オスミウム酸化物 / ハーフメタル / 遷移金属酸化物
研究成果の概要

5d電子の振舞いを特徴とする新材料シーズの探索を進め、5d電子固有の大きな電子軌道や強いスピン軌道相互作用、顕著な相対論的効果を背景とするハーフメタル機能性の向上を目指した。結果として、目標とした600Kを超える酸化物ハーフメタルの合成には至らなかったが、研究の過程で合成された新物質は特異な物性を示し、学会発表や論文発表を通して公表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題で新規合成された物質は、特異な5d電子の振舞いを特徴とし、さらに磁気転移温度の向上や巨大な保磁力など有用な機能性向上を示した。これらの発現機構の解明は実用レベルのハーフメタル酸化物のマテリアルデザインの早期確立に資する。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 11件、 査読あり 13件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] Sun Yat-sen University/Beijing Synchrotron Radiation Facility/Max Planck Inst for Solid State Chem(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ORNL/Ohio SU(米国)

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  • [国際共同研究] U Sydney(Australia)

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  • [国際共同研究] IOP/CAS(China)

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  • [国際共同研究] Bragg Institute, ANSTO(Australia)

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      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Oak Ridge National Laboratory/Brookhaven National Laboratory/University of Tennessee(米国)

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  • [国際共同研究] University College London/Diamond Light Source Ltd(英国)

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  • [国際共同研究] Inst. Theoretical Solid State Phys./Max Planck Inst. Chem. Phys. Solids/Max Planck Inst. Solid State Res.(Germany)

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  • [国際共同研究] European Synchrotron Radiation Facility(France)

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  • [国際共同研究]

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      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution of the Magnetic Excitations in NaOsO3 through its Metal-Insulator Transition2018

    • 著者名/発表者名
      Vale J.G.、Calder S.、Donnerer C.、Pincini D.、Shi Y.G.、Tsujimoto Y.、Yamaura K.、Sala M. Moretti、van den Brink J.、Christianson A.D.、McMorrow D.F.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 22 ページ: 227203-227203

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.227203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crossover from itinerant to localized magnetic excitations through the metal-insulator transition in NaOsO32018

    • 著者名/発表者名
      Vale J.G.、Calder S.、Donnerer C.、Pincini D.、Shi Y.G.、Tsujimoto Y.、Yamaura K.、Moretti Sala M.、van den Brink J.、Christianson A. D.、McMorrow D. F.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 18 ページ: 184429-184429

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.184429

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      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis, Crystal Structure, and Optical Properties of Layered Perovskite Scandium Oxychlorides: Sr2ScO3Cl, Sr3Sc2O5Cl2, and Ba3Sc2O5Cl22018

    • 著者名/発表者名
      Su Yu、Tsujimoto Yoshihiro、Fujii Kotaro、Tatsuta Makoto、Oka Kengo、Yashima Masatomo、Ogino Hiraku、Yamaura Kazunari
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 57 号: 9 ページ: 5615-5623

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.8b00573

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complex Structural Behavior of BiMn7O12 Quadruple Perovskite2017

    • 著者名/発表者名
      Belik Alexei A.、Matsushita Yoshitaka、Kumagai Yu、Katsuya Yoshio、Tanaka Masahiko、Stefanovich Sergey Yu.、Lazoryak Bogdan I.、Oba Fumiyasu、Yamaura Kazunari
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 20 ページ: 12272-12281

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b01723

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      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly gapped spin-wave excitation in the insulating phase of NaOsO32017

    • 著者名/発表者名
      Calder S.、Vale J. G.、Bogdanov N.、Donnerer C.、Pincini D.、Moretti Sala M.、Liu X.、Upton M. H.、Casa D.、Shi Y. G.、Tsujimoto Y.、Yamaura K.、Hill J. P.、van den Brink J.、McMorrow D. F.、Christianson A. D.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 2 ページ: 020413-020413

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.020413

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      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interplay of spin-orbit coupling and hybridization in Ca3LiOsO6 and Ca3LiRuO62017

    • 著者名/発表者名
      Calder S.、Singh D. J.、Garlea V. O.、Lumsden M. D.、Shi Y. G.、Yamaura K.、Christianson A. D.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 18 ページ: 184426-184426

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.184426

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Magnetic and Structural Studies of Sc Containing Ruthenate Double Perovskites A2ScRuO6 (A = Ba, Sr)2017

    • 著者名/発表者名
      Kayser Paula、Injac Sean、Ranjbar Ben、Kennedy Brendan J.、Avdeev Maxim、Yamaura Kazunari
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 15 ページ: 9009-9018

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b00983

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrically insulating properties of the 5d double perovskite Sr2YOsO62017

    • 著者名/発表者名
      Li Jinghua、Wang Xia、Wang Hongyuan、Matsushita Yoshitaka、Alexei Belik A.、Kolodiazhnyi Taras、Xu Gang、Shi Youguo、Guo Yanfeng、Yamaura Kazunari、Chen Ying
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 122 号: 10 ページ: 103905-103905

    • DOI

      10.1063/1.5001913

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A layered wide-gap oxyhalide semiconductor with an infinite ZnO2 square planar sheet: Sr2ZnO2Cl22017

    • 著者名/発表者名
      Yu Su, Yoshihiro Tsujimoto, Akira Miura, Shinichiro Asai, Maxim Avdeev, Hiraku Ogino, Miho Ako, Alexei A. Belik, Takatsugu Masuda, Tetsuo Uchikoshi, Kazunari Yamaura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 27 ページ: 3826-3829

    • DOI

      10.1039/c7cc01011g

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin-Orbit Coupling Controlled J=3/2 Electronic Ground State in 5d3 Oxides2017

    • 著者名/発表者名
      Taylor A.E.、Calder S.、Morrow R.、Feng H.L.、Upton M.H.、Lumsden M.D.、Yamaura K.、Woodward P.M.、Christianson A.D.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 118 号: 20 ページ: 207202-207202

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.207202

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Five-Fold Ordering in High-Pressure Perovskites RMn3O6 (R = Gd-Tm and Y)2017

    • 著者名/発表者名
      Zhang Lei、Matsushita Yoshitaka、Yamaura Kazunari、Belik Alexei A.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 9 ページ: 5210-5218

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b00347

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ba2NiOsO6: A Dirac-Mott insulator with ferromagnetism near 100 K2016

    • 著者名/発表者名
      H. L. Feng, S. Calder, M. P. Ghimire, Y.-H. Yuan, Y. Shirako, Y. Tsujimoto, Y. Matsushita, Z. Hu, C.-Y. Kuo, L. H. Tjeng, T.-W. Pi, Y.-L. Soo, J. He, M. Tanaka, Y. Katsuya, M. Richter, and K. Yamaura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 94 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.235158

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The role of nonmagnetic d0 vs. d10 B-type cations on the magnetic exchange interactions in osmium double perovskites2016

    • 著者名/発表者名
      H. L. Feng, K. Yamaura, L. H. Tjeng, and M. Jansen
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem.

      巻: 243 ページ: 119-123

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2016.08.022

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] High-pressure and high-temperature synthesis of perovskite osmium oxides and related compounds2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      Nature Conference: Emergent Materials and Devices: Electronic Structures and Properties
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-pressure synthesis, crystal structure, and magnetic properties of Ba3CuOs2O92019

    • 著者名/発表者名
      Jie Chen
    • 学会等名
      APS March meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure crystal growth of Fe-based superconductors and a nematic superconducting state2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      Frontier Lectures for New Materials and the Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ba2NiOsO6: a Dirac-Mott insulator with ferromagnetism near 100 K2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      Frontier Lectures for New Materials and the Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure and high-temperature synthesis of perovskite osmium oxides and related compounds2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      13th National Conference on X-ray Diffraction and ICDD Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal structures and magnetic properties of A-site columnar-ordered quadruple perovskites Y2MnGa(Mn4-xGax)O122018

    • 著者名/発表者名
      LIU RAN
    • 学会等名
      第28回 日本MRS年次大会
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      2018 実績報告書
  • [学会発表] A new triple perovskite compound Ba3CuOs2O9 synthesized under high pressure and its magnetic and electronic properties2018

    • 著者名/発表者名
      Jie Chen
    • 学会等名
      第28回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強相関系クロミウム酸フッ化物の低温合成2018

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣
    • 学会等名
      第28回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極性構造をもつ新規亜鉛酸硫化物の合成と第二次高調波発生2018

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣
    • 学会等名
      第28回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 層状酸ハロゲン化物ペロブスカイトを舞台とした配位制御と新奇物性の開拓2018

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large negative magnetoresistance of a nearly Dirac material EuMnSb22018

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      2018 Conference on Electronic and Advanced Materials (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A layered wide-gap oxyhalide semiconductor with an infinite ZnO2 square planar sheet: Sr2ZnO2Cl22018

    • 著者名/発表者名
      Yu SU、Yoshihiro TSUJIMOTO、Kazunari YAMAURA
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Preparation and Properties of RMn3O6 (R = Gd-Tm and Y)2018

    • 著者名/発表者名
      ZHANG Lei、MATSUSHITA Yoshitaka、YAMAURA Kazunari、Alexei. A. BELIK
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ba2NiOsO6: a Dirac-Mott insulator with ferromagnetism near 100 K2017

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 発表場所
      Ernest Morial Convention Center (New Orleans, LA, USA)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2重ペロブスカイト型酸化物Ba2NiOsO6の強磁性絶縁状態2017

    • 著者名/発表者名
      山浦一成
    • 学会等名
      第2回固体化学フォーラム研究会 (2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure and high-temperature synthesis and magnetic properties of double perovskite osmium oxides2017

    • 著者名/発表者名
      K. Yamaura
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM2017 (2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-pressure synthesis and magnetic and electrical properties of HgPbO32017

    • 著者名/発表者名
      CHEN Jie、 YAMAURA Kazunari、 MATSUSHITA Yoshitaka
    • 学会等名
      第56回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Physical Properties of Fluorinated SrCrO32017

    • 著者名/発表者名
      Y. SU、Y. TSUJIMOTO、K. YAMAURA
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Synthesis and Magnetic and Electrical Properties of HgPbO32017

    • 著者名/発表者名
      J. Chen、K. Yamaura
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Preparation and Properties of RMn3O6 (R = Gd-Tm and Y)2017

    • 著者名/発表者名
      Lei ZHANG、Yoshitaka MATSUSHITA、Kazunari YAMAURA、Alexei BELIK
    • 学会等名
      The Tenth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-10)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and magnetic and electrical properties of HgPbO32017

    • 著者名/発表者名
      Jie CHEN、Kazunari YAMAURA、Yoshitaka MATSUSHITA
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Preparation and Properties of RMn3O6 (R = Gd-Tm and Y2017

    • 著者名/発表者名
      Lei ZHANG、Yoshitaka MATSUSHITA、Kazunari YAMAURA、Alexei BELIK
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Synthesis and Physical Properties of fluorinated SrCrO32017

    • 著者名/発表者名
      Yu SU、Yoshihiro TSUJIMOTO、Kazunari YAMAURA
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure and high-temperature synthesis and magnetic properties of double perovskite osmium oxides2017

    • 著者名/発表者名
      Changjiang YI、Shuai YANG、Meng YANG、Qiunan XU、Le WANG、Yoshitaka MATSUSHITA、Shanshan MIAO、Yuanyuan JIAO、Hongming WENG、Jinguang CHENG、Yongqing LI、Kazunari YAMAURA、Youguo SHI、Jianlin LUO
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and magnetic and electrical properties of HgPbO32017

    • 著者名/発表者名
      Jie CHEN、Kazunari YAMAURA、Yoshitaka MATSUSHITA
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-Pressure Preparation and Properties of RMn3O6 (R = Gd-Tm and Y)2017

    • 著者名/発表者名
      Lei ZHANG、Yoshitaka MATSUSHITA、Kazunari YAMAURA、Alexei BELIK
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and magnetic and electrical properties of HgPbO32017

    • 著者名/発表者名
      Jie CHEN、Kazunari YAMAURA、Yoshitaka MATSUSHITA
    • 学会等名
      The 26th International Conference on High Pressure Science and Technology (AIRAPT 26)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2重ペロブスカイト型オスミウム酸化物の高圧合成と強磁性2016

    • 著者名/発表者名
      山浦一成
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      マツ・ムラホール (横浜市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] High-pressure synthesis and properties of RMn7O12 multiferroic perovskites2016

    • 著者名/発表者名
      Lei ZHANG, Alexei BELIK, Kazunari YAMAURA
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      産業貿易センタービル (横浜市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Crystal Structure of Layered Perovskite Oxychloride with Zinc Square-Planar Coordination: Sr2ZnO2Cl22016

    • 著者名/発表者名
      Yu SU, Yoshihiro TSUJIMOTO, Kazunari YAMAURA
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      産業貿易センタービル (横浜市)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure and magnetic properties of Y2SmOsO62016

    • 著者名/発表者名
      Jianfeng HE, Kazunari YAMAURA
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      産業貿易センタービル (横浜市)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-05-20  

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