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配位構造変換を伴う異常スピン転移の機構解明と新奇物性の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K14466
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機化学
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

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) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード複合アニオン / スピン転移 / 高圧物性 / 酸ハロゲン化物 / 酸硫化物 / 第二高調波発生 / フラックス単結晶育成 / 酸フッ化物 / 圧力誘起スピン転移 / コバルト / 層状構造 / 高圧XRD / 酸塩化物 / 層状化合物 / 配位構造 / 高圧X線回折 / 層状ペロフスカイト
研究成果の概要

本課題では,Sr2CoO3Fで見出された圧力誘起異常スピン転移の機構解明,および異常配位状態をもつ新物質創製と物性評価を検討した.手始めに,Sr2CoO3Fと同構造,しかし,酸素とハロゲンが秩序化しているSr2CoO3Clに対して構造の圧力依存性を調べた.その結果,酸フッ化物相と同様に12-13 GPaにスピン転移由来の異常を観測した.しかし,酸塩化物相では転移圧力付近において体積の不連続の落ちが見られ,Coの配位状態は5配位のままであった.この結果はフッ素と塩素の異なるイオン半径およびCoとの結合性の違いによる結果と考えている.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では複合アニオン化により電子状態,とりわけ結晶場の変調を通して新規物性を開拓することを目標として,スピン転移及び異常配位状態をもつ物質創製の研究を行った.スピン転移の研究の大半は酸化物であり,複合アニオン化によるスピン状態の制御の研究例はほとんどなかった.Sr2CoO3Fの圧力誘起スピン転移は複合アニオン系で初めての報告であり,これに続く酸塩化物を対象としたスピン転移研究はハロゲン原子の依存性を明確に捉えた点で学術上重要である.また,新奇酸硫化物の発見は,非線形光学現象の応用の観点から大変重要で,今後,市場のバルクの非線形光学結晶の性能を凌駕する新物質探索の指針を示すことができた.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of South Carolina/University of Houston(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Chung Cheng University/NSRRC(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Low-temperature solid-state reduction approach to highly reduced titanium oxide nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      *Y. Tsujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 8 ページ: 609-613

    • DOI

      10.2109/jcersj2.18038

    • NAID

      130007429502

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Soft X-Ray Absorption Study on Co3+ Ion Spin States in Sr2-xCaxCoO3F2018

    • 著者名/発表者名
      Yi-Ying Chin, Zhiwei Hu, Yu Su, Yoshihiro Tsujimoto, Arata Tanaka, Chien-Te Chen
    • 雑誌名

      Physics Status Solidi Rapid Research Letters

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1800147-1800147

    • DOI

      10.1002/pssr.201800147

    • 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] Function of Tetrahedral ZnS3O Building Blocks in the Formation of SrZn2S2O: A Phase Matchable Polar Oxysulfide with a Large Second Harmonic Generation Response2018

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Yoshihiro、Juillerat Christian A.、Zhang Weiguo、Fujii Kotaro、Yashima Masatomo、Halasyamani P. Shiv.、zur Loye Hans-Conrad
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 30 号: 18 ページ: 6486-6493

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.8b02967

    • 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] Synthesis, Crystal Structure, and Optical Properties of Layered Perovskite Scandium Oxychlorides: Sr2ScO3Cl, Sr3Sc2O5Cl2, and Ba3Sc2O5Cl22018

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

      Inorganic Chesmitry

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Property Engineering in Perovskites via Modification of Anion Chemistry2018

    • 著者名/発表者名
      Yoji Kobayashi, Yoshihiro Tsujimoto, Hiroshi Kageyama
    • 雑誌名

      Annual Review of Materials Research

      巻: 48 号: 1 ページ: 303-326

    • DOI

      10.1146/annurev-matsci-070317-124415

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多重合成法による超構造クロム酸化物と酸フッ化物の合成2019

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣
    • 学会等名
      第二回コバルト研究会 強相関材料と新機能ー価数転移とスピン転移ー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新規亜鉛酸硫化物のフラックス合成,構造,第二高調波特性2019

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣, Christian Juillerat, Hans-Conrad zur Loye, Weiguo Zhang, P. Shiv Halashamani, 藤井 孝太郎,八島 正知
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Possible spin state transition in a cobalt oxychloride with five-fold coordination2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro TSUJIMOTO
    • 学会等名
      2018 International Conference of Young Researchers on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [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] Solid State Chemistry and Physics of New Layered Oxychloride Perovskites with Square Planar Units2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tsujimoto
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 5配位構造をもつコバルト酸塩化物のスピン転移の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      辻本 吉廣
    • 学会等名
      第27回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] NIMS Researchers Directory Service: SAMURAI

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/tsujimoto_yoshihiro?locale=ja

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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