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正方対称場における2電子t2g電子系のスピンと軌道秩序

研究課題

研究課題/領域番号 17K05521
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
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

櫻井 裕也  国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (60421400)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードt2g軌道 / 正方対称場 / Cr酸化物 / クロム酸化物 / t2g電子系 / 正方格子 / 磁性 / 高圧物性 / 高圧合成 / t2g電子 / Mott絶縁体 / 新物質 / 蜂の巣格子 / 強相関電子系
研究成果の概要

α-Sr2CrO4の関連物質であるSr3Cr2O7、Sr4Cr3O10では構造相転移とともに磁化率が大きく減少する。構造相転移前後の結晶構造の変化を調べたところ、低温で縮退のないdxy軌道が2重縮退したdyz, dzx軌道より低エネルギーとなることが分かった。α-Sr2CrO4と同様に、2つのd電子は1つが縮退した軌道に入るためdyz, dzx軌道による軌道秩序が生じていると考えられる。d電子が1つだけのα-Sr2VO4では低エネルギー側に2重縮退したdyz, dzx軌道が位置しやはり類似の軌道秩序が期待されている。正方対称場中のt2g軌道は軌道自由度を残すことを好むという知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

eg軌道のスピンと軌道の状態はMn酸化物を中心に非常に詳しく調べられている。一方でt2g軌道が主役となる場合については立方対称場を基本とする場合は詳しく調べられているが、正方対称場中の場合は不十分であった。本研究により正方対称場でも立方対称場の場合と同様に軌道秩序状態を好むことが分かりd電子系の物理の理解が進んだ。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute/Universitat Freiburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF/University of British Columbia/University of Alberta(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KTH Royal Institute of Technology(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Sr<sub>3</sub>V<sub>2</sub>O<sub>7</sub>2020

    • 著者名/発表者名
      SAKURAI Hiroya
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 67 号: 2 ページ: 107-109

    • DOI

      10.2497/jjspm.67.107

    • NAID

      130007798333

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 年月日
      2020-02-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetocaloric Study of <i>Ln</i><sub>2</sub>Co<sub>12</sub>P<sub>7</sub> (<i>Ln</i> = Y, Nd, and Sm)2020

    • 著者名/発表者名
      OHTA Hiroto、KATO Yusuke、WATANABE Yusuke、Aruga KATORI Hiroko、TSUJII Naohito、KIKUGAWA Naoki、SAKURAI Hiroya
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 67 号: 2 ページ: 97-99

    • DOI

      10.2497/jjspm.67.97

    • NAID

      130007798307

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 年月日
      2020-02-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Metamagnetic Transition and Magnetocaloric Effect of PrMnGe2020

    • 著者名/発表者名
      TSUJII Naohito、SAKURAI Hiroya
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 67 号: 2 ページ: 103-106

    • DOI

      10.2497/jjspm.67.103

    • NAID

      130007798334

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 年月日
      2020-02-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contrasting Pressure-Induced Metallization Processes in Layered Perovskites, α-Sr2MO4 (M=V, Cr)2019

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Touru、Shimazu Taku、Nishio-Hamane Daisuke、Sakurai Hiroya
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 15 ページ: 156601-156601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.156601

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ordinary and extraordinary structural phase transitions in the perovskite-related layered compound Sr3W2O92019

    • 著者名/発表者名
      Urushihara Daisuke、Asaka Toru、Fukuda Koichiro、Sakurai Hiroya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 9 ページ: 094104-094104

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.094104

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge disproportionation of mixed-valent Cr triggered by Bi lone-pair effect in the A-site-ordered perovskite BiCu3Cr4O122018

    • 著者名/発表者名
      Etter Martin、Isobe Masahiko、Sakurai Hiroya、Yaresko Alexander、Dinnebier Robert E.、Takagi Hidenori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 19 ページ: 195111-195111

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.195111

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Giant magnetocapacitance in cerium sesquioxide2018

    • 著者名/発表者名
      Kolodiazhnyi T.、Sakurai H.、Avdeev M.、Charoonsuk T.、Lamonova K. V.、Pashkevich Yu. G.、Kennedy B. J.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 98 号: 5 ページ: 054423-054423

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.054423

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic structure for NaCr2O4 analyzed by neutron diffraction and muon spin-rotation2018

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Hiroshi、Sakurai Hiroya、Ofer Oren、Ansaldo Eduardo J.、Brewer Jess H.、Chow Kim H.、Pomjakushin Vladimir、Keller Lukas、Prsa Krunoslav、Miwa Kazutoshi、Mansson Martin、Sugiyama Jun
    • 雑誌名

      Physica B: Condensed Matter

      巻: 551 ページ: 137-141

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.11.011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis and crystal structure of the strontium tungstate Sr3W2O92018

    • 著者名/発表者名
      D. Urushihara, T. Asaka, K. Fukuda, H.Sakurai
    • 雑誌名

      Acta Crystallograhica C

      巻: 74 号: 2 ページ: 120-124

    • DOI

      10.1107/s2053229617017879

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of the High-Pressure Phase of Ba3W2O9 and Determination of Its Crystal Structure2017

    • 著者名/発表者名
      D. Urushihara, T. Asaka, K. Fukuda, H.Sakurai
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 21 ページ: 13007-13013

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b01755

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic phase transition between localized and itinerant states in the solid-solution system CaCu3Ti(4-x)RuxO122017

    • 著者名/発表者名
      Ting-Hui Kao Hiroya Sakurai, Shan Yu, Harukazu Kato, Naohito Tsujii, and Hung-Duen Yang
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.195141

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Origin of the magnetic susceptibility maximum in CaCu3Ru4O12 and electronic states in the A-site substituted compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Ting-Hui Kao, Hiroya Sakurai,Shan Yu, Harukazu Kato, Naohito Tsujii, and Hung-Duen Yang
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.024402

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 希土類マンガン酸化物の磁気エントロピー変化2020

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也、菊川直樹、辻井直人
    • 学会等名
      第36回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] (La,Sr)n+1MnO3n+1 (n = 1, 2, 3; M = V)の合成と電子物性 ~M = Crの場合との比較~2019

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也
    • 学会等名
      一般社団法人粉体粉末冶金協会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Srn+1CrnO3n+1 (n = 1, 2, 3)の構造相転移と電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也
    • 学会等名
      一般社団法人粉体粉末冶金協会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Electronic properties of Ruddlesden-Popper phase V and Cr oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Hiroya
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A3M2O9 (A = Sr, Ba; M = W, Re)の結晶構造と電子物性2018

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也、漆原大典、浅香透、福田功一郎
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] (La,Sr)n+1CrnO3n+1 (n = 1, 2, 3) の合成と電子物性2018

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CaCu3Ti4-xRuxO12 (A = La, Na, Sr)のモット転移2017

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也、Ting-Hui Kao、余珊、加藤治一、辻井直人、Hung-Duen Yang
    • 学会等名
      一般社団法人粉体粉末冶金協会平成29 年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ca1-xAxCu3Ru4O12 (A = La, Na, Sr)の磁性と電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      桜井裕也、Ting-Hui Kao、余珊、加藤治一、辻井直人、Hung-Duen Yang
    • 学会等名
      一般社団法人粉体粉末冶金協会平成29 年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ferromagnetic interactions in rutile-related Cr(IV) oxides2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sakurai
    • 学会等名
      JSPM International Conference on Powder and Powder Metallurgy
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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