| 研究課題/領域番号 |
16K05604
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
岩石・鉱物・鉱床学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
奥寺 浩樹 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (50401881)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 鉱物物理 / 電子フォノン相互作用 / Mn-doped magnetite / Ni-doped magnetite / trimeron / 格子歪み / 遷移金属酸化物 / X線回折 / 結合軌道 |
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| 研究成果の概要 |
Ni(x)Fe(3-x)O(4)(x = 0.0 ~ 0.5) と Mn(x)Fe(3-x)O(4)(x = 0.0 ~ 1.0) の二系列の磁鉄鉱試料合計14種を育成し、これらの試料を用いて原子間距離の変化、原子変位量の絶対値の変化、及び原子変位の異方性の変化を検証した。両系列について、異種原子を少量導入するだけで鉄-酸素間の結合力が急速に弱まることと、特定の格子振動モードが消失することが示された。消滅するフォノンと低温相（絶縁体相）での原子変位を比較することによって、低温相で報告されている原子変位が確かに「凍結されたフォノン」であることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁鉄鉱（Fe3O4）は同じ構造を取る金属酸化物中で唯一高い電気伝導性を示すことと、低温で絶縁体に転移することが知られており、それらの理由は固体物理学上の難問である。申請者は伝導に関与すると見られる原子の変位もまたユニークな事を見いだし、これが電子（遍歴電子系）-フォノン（格子振動）相互作用の顕れとの仮説を立てた。本研究では電気伝導度の異なる一連の試料を準備し解析することで、伝導相に固有なフォノンが存在することと、高温相から低温相への一次相転移がこのフォノンの凍結により生じることを示した。
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