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希土類と白金族元素を秩序化させたペロブスカイトのデザインとf-d電子の示す磁性

研究課題

研究課題/領域番号 17042003
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関北海道大学

研究代表者

日夏 幸雄  北海道大学, 大学院理学研究院, 教授 (70271707)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードペロブスカイト / 酸化物 / 希土類 / 遷移金属 / 白金族元素 / 磁気的性質 / 反強磁性 / 強磁性 / ルテニウム / 磁化率 / 比熱 / アルカリ土類金属
研究概要

希土類は遷移金属と比べ、サイズが大きいため、ペロプスカイト型酸化物ABO_3を形成すると、物性を決定するBサイトに入らず、Aサイトに入るため、希土類が物性の主役とならない。一方、ペロブスカイト型構造は極めて高い化学組成に関する自由度を持ち、適当な組成および合成条件を選択することにより、結晶構造および金属元素の原子価状態を制御することが可能である。そこで前年度に引き続き本年度の研究では、ペロブスカイト型酸化物ABO_3で希土類を物性の表舞台に立たせるため、サイズの大きく異なる白金族元素と組み合わせることにより、(1)ペロプスカイトABO_3のBサイトに、希土類を入れることができ、しかも希土類と白金族元素は構造的に秩序化したペロブスカイト化合物を系統的に新規合成した。(2)すべての化合物は低温で反強磁性転移し、その磁気的性質を中心に、これら2つの元素の相互作用に伴うf-d混合電子系の示す新しい物性を探索した。
さらに今年度の研究では、結晶中で希土類のみが秩序配列し、しかも物性を決定する以下の化合物を合成し、その構造とf電子、f-d電子の挙動に伴う磁性を明らかにした。
1.価数、イオン半径が適度に異なる+5価の白金族元素と組み合わせることにより、希土類が1次元に並んだ化合物Ln_3MO_7を合成した。磁気的にはM、2つの希土類サイトLn(1)、Ln(2)は独立に振舞う。
2.希土類を含む4元系複合酸化物Ba_6Ln_2Fe4O_<15>では、磁場誘起によりスピン再配列・強磁性配列が起こることがわかった。この化合物では、Ba_6Ln_2Fe_4O_<15>のBaサイトをSrに部分置換することにより、サイズの小さな希土類Ln=Sm〜Luまで合成可能で、その構造解析と磁性測定を通してLn(f電子)-Fe(d電子)相互作用に伴う特異な磁気挙動を見い出した。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (11件)

  • [雑誌論文] Crystal Structures and Magnetic Properties of Alkali-Metal Lanthanide Oxides A_2LnO_3 (A = Li, Na; Ln = Ce, Pr, Tb)2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Hinatsu
    • 雑誌名

      J. Alloys and Compounds 418

      ページ: 155-160

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of the Spin Tetramer Compound Ba_6La_2Fe_4O_<15>2006

    • 著者名/発表者名
      K.Abe
    • 雑誌名

      Chem. Mater. 18

      ページ: 785-789

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Magnetic Properties of BaLn_2O_4 and Ba_3Ln_4O_92006

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 18

      ページ: 333-344

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Lanthanide Rhenium Oxides Ln_3ReO_72006

    • 著者名/発表者名
      M.Wakeshima
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem. 179

      ページ: 3575-3581

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Susceptibility and Specific Heat of Uranium Double Perovskites Ba_2MUO_6 (M = Co, Ni)2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Hinatsu
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem. 179

      ページ: 2079-2085

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Phase Transition and Magnetic Properties of Double Perovskites Ba_2CaMO_6 (M = W, Re, Os)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamura
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem. 179

      ページ: 605-612

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Magnetic Properties of BaLn_2O_4 and Ba_3Ln_4O_92006

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi
    • 雑誌名

      J.Physics : Condensed Matter 18

      ページ: 333-344

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of the spin tetramer compound Ba_6La_2Fe_4O_<15>2006

    • 著者名/発表者名
      K.Abe
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 18

      ページ: 785-789

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural phase transition and magnetic properties of double perovskites Ba_2CaMO_6(M=W,Re,Os)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yamamura
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry 179

      ページ: 605-612

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties and Neutron Diffraction Study of Double Perovskites Ca_2LnRuO_6(Ln=Y,La-Lu)2005

    • 著者名/発表者名
      C.Sakai
    • 雑誌名

      J.Physics : Condensed Matter 17

      ページ: 7383-7394

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural and Magnetic Properties of the Two-dimensional Antiferromagnet Na_2TbO_32005

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi
    • 雑誌名

      J.Physics : Condensed Matter 17

      ページ: 4393-4401

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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