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電荷秩序希土類化合物における圧力誘起局在-非局在過程での格子振動・電子状態研究

研究課題

研究課題/領域番号 17340098
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 物性Ⅰ
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

小林 寿夫  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 教授 (40250675)

研究分担者 大石 泰生  (財)高輝度光科学センター, 主幹研究員 (20344400)
落合 明  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (90183772)
坂井 信彦  兵庫県立大学, 大学院物質理学研究科, 教授 (60013497)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,450千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 450千円)
2007年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2006年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2005年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード格子振動 / 高圧力 / 局在-非局在転移 / 核共鳴散乱
研究概要

Eu_4As_3の高温・高圧力下X線回折測定の結果、電荷秩序温度は加圧にともなって線形的に上昇することが分った。電荷秩序温度の圧力依存性と転移温度での体積変化から電荷秩序にともなうエントロピー変化は41J/molKと見積もられた。この変化には格子振動の変化による成分も含まれるため、高温^<151>Eu核共鳴非弾性散乱測定を行い、格子振動の変化によるエントロピー増加量を実験的に求めた。その結果、電荷秩序温度での電子状態の変化によるエントロピーの増加は27.2J/mol Kと見積もられ、configurationエントロピー(18.7J/mol K)よりも大きいとが分った。すなわち、Eu_4As_3の電荷秩序転移は単純な価数揺動状態からのそれでは説明できないことが分った。高温^<151>Eu核共鳴前方散乱測定からは、立方晶相のEuイオンの価数は、電荷秩序相から予想される平均価数よりも3価に近い状態であると考えられる結果を得ている。
室温・高圧力下X線回折測定の詳細な解析結果から、三方晶構造の2種類のEuサイトの局所体積比V_<oct>(6b)/V_<oct>(2a)が、常圧の1.22から10GPa以上で1になることが分った。この結果は、結晶変態・体積変化を伴わず10GPa付近で電荷秩序が消失していくことを意味している。一方、室温・高圧力下^<151>Eu核共鳴前方散乱測定の結果、10GPa以上でも量子ビートが観測された。しかし、前方散乱時間スペクトルには緩和による干渉性の低下が原因と考えられる、スペクトル強度の早い減衰が観測されている。すなわち、高圧力相でのEu^<2+>イオンとEu^<3+>イオン間の緩和時問は、^<151>Eu原子核の励起状態の寿命と同程度であると考えられる。この緩和時間は、通常の熱的価数揺動状態のそれと比べて長い。高圧力相長い緩和時間には、格子振動が関与している可能性がある。そこで、極最近室温・高圧力下^<151>Eu核共鳴弾性散乱の測定を行い、SN比の良い核共鳴非弾性散乱スペクトルを得ることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] ^<149>Sm nuclear forward scattering of Sm_4Bi_3 under high pressure2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, A.Ochiai, et. al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater 310

      ページ: 305-307

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced amorphization of CuFeS_2 studied by ^<57>Fe nuclear resonant inelastic scattering2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Ohishi, et. al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<149>Sm nuclear forward scattering of Sm_4Bi_3 under high pressure2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, Y. Yoda, M. Shirakawa, A. Ochiai
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater 310

      ページ: 305-307

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] meV-resolution inelastic x-ray scattering using 37.133 keV ^<121>Sb nuclear resonance.2007

    • 著者名/発表者名
      S. Tsutsui, Y. Yoda, H. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 76

      ページ: 650031-2

    • NAID

      110006342618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 149Sm nuclear forward scattering of Sm_4Bi_3 under high pressure2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, A.Ochiai, et. al.
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 310

      ページ: 305-307

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced amorphization of CuFeS_2 studied by 57Fe nuclear resonant inelaStiC Scattering2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Ohishi, et. al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] me V-resolution inelastic x-r-ay scattering using 37.133 keV 121Sb nuclear resonance2007

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui, Y.Yoda, and H.Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-lying optical modes in filled skutterudites usilg inelastic x-ray scattering techniques.2007

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui, H.Kobayashi, et. al.
    • 雑誌名

      J.Phys.:Conf.Series 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<151>Eu nuclear resonant inelastic scattering of Eu_4As_3 around charge ordering temperature2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Yoda, M.Shirakawa, and A.Ochiai
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 75

    • NAID

      110004704680

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ^<151>Eu nuclear resonant inelastic scattering of Eu_4A_s3 around charge ordering temperature2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, Y. Yoda, M. Shirakawa, A. Ochiai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 75

      ページ: 346021-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure-induced amorphization of CuFeS2 studied by ^<57>Fe nuclear resonant inelastic scattering2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, J. Umemura, Y. Kazekami, N. Sakai, D. Alfe, Y. Ohishi, Y. Yoda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 76

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ^<149>Sm nuclear forward scattering of Sm_4Bi_3 under high pressure.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Yoda, M.Shirakawa, A.Ochiai.
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 310

      ページ: 305-307

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ^<149>Sm nuclear resonant inelastic scattering of Sm-based filled-Skutterudite compounds.2006

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui, H.Kobayashi, et al.
    • 雑誌名

      Physica B 383

      ページ: 142-143

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ^<57>Fe nuclear resonant forward scattering of FeS under pressure and with magnetic fields using synchrotron radiaion.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, X.Zhang
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural properties of magnetite under high pressure studied by Mossbauer spectroscopy.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, I.Isogai, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev.B 73

    • NAID

      120006385455

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Elastic properties of filled-Skutterudite compound probed by Mossbauer nuclei.2006

    • 著者名/発表者名
      S.Tsutsui, H.Kobayahi et al.
    • 雑誌名

      Hyperfine Interact. 168

      ページ: 1073-1077

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ^<151>Eu nuclear resonant inelastic scattering of Eu_4As_3 around charge ordering temperature2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, A.Ochiai, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 75

    • NAID

      110004704680

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge ordering in Eu_4As_3 under pressure2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Ohishi, A.Ochiai, et. al.
    • 雑誌名

      J.Phys.:Condens.Matter 17

      ページ: 895-899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge ordering in Eu_4A_s3 under pressure2005

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, Y. Kazekami, Y. Ohishi, M. Shirakawa, A. Ochiai
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 17

      ページ: 895-899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural and electrical properties of stoichiometric FeS compounds under high pressure at low temperature.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Ohishi, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge ordering in Eu_4As_3 under pressure2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, Y.Ohishi, A.Ochiai et al.
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condens.Matter. 17

      ページ: 895-899

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phonon density of states on DyB_6 determined by ^<161>Dy nuclear resonant inelastic scattering.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi et al.
    • 雑誌名

      Physica B 354-361

      ページ: 974-976

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Vibrational properties on CuFeS_2 under high pressure.2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi
    • 学会等名
      Inter.Workshop on Nuclear Resonant Inelastic Scattering
    • 発表場所
      Hyogo Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electronic states of Eu4As3 under high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi
    • 学会等名
      Novel Pressure-induced Phenomena in Condensed Matter Systems(招待講演)
    • 発表場所
      Fukuoka Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electronic states of Eu_4A_s3 under high pressure2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      Novel Pressure-induced Phenomena in Condensed Matter Systems
    • 発表場所
      Fukuoka Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Charge ordering in Eu_4A_s3 under pressure2004

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      2nd Inter. Sympo. on Physics of Solids under High Pressure using Nuclear Probes
    • 発表場所
      Cologne Germany
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2020-05-15  

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