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多形磁性体における相制御の機構解明と磁気応答機能の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K03441
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

香取 浩子  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10211707)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード多形 / 磁性 / 磁気応答機能 / 磁性体
研究開始時の研究の概要

化学組成が同じで結晶構造が異なる相が複数存在する磁性体(多形磁性体)は、磁場による相制御が実現した場合、大きな磁気応答機能を持つことが期待される。そこで、本研究では多形磁性体で生じている相変化の機構を解明することにより、新規多形磁性体を創製する。また、この新規多形磁性体に対して、磁化・比熱などの測定により基礎物性の評価をおこない、巨大磁歪などの磁気応答機能を探索する。

研究成果の概要

本研究では化学組成が同じで結晶構造が異なる相が複数存在する磁性体を多形磁性体と呼ぶ。また、多形の定義を拡張し、化学圧力による相変化も多形の現象と見なす。このように拡張した多形磁性体で生じている相変化の機構を解明することにより、機能性材料としての新規多形磁性体の創製を目指した。
多形鉱物Al2SiO5と同じ化学組成の磁性体 A2BO5(A=Al,V,Cr,Fe,Ga、B=Si,Ge)を系統的に研究した。特に、AlxFe2-xGeO5(x=0.09, 0.15) において、アンダルサイト構造における弱強磁性の発現が非整合磁気構造に由来していることを中性子散乱実験において明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多形の定義の拡張と相制御の機構の解明は、これまで見過ごしていた物質を多形磁性体として創製することを可能にするものである。また、現在発見されている多形における応答機能は、実用化にはかけ離れた環境下で生じることから、新規多形磁性体の基礎物性を評価することにより、実用化に適した磁気応答機能を持つ新たな多形物質の探索に繋げる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of oxidation state on the valence-bond glass physics in the lithium-intercalated Mo3O8 cluster Mott insulators2024

    • 著者名/発表者名
      Ishikita Daigo、Haraguchi Yuya、Katori Hiroko Aruga
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 号: 2 ページ: 024405-024405

    • DOI

      10.1103/physrevb.109.024405

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monoclinic distortion in hyperhoneycomb Kitaev material β-ZnIrO3 revealed by improved sample quality2023

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Katori Hiroko Aruga
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: - 号: 5 ページ: 404-407

    • DOI

      10.1246/cl.230108

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Ordering in the Jeff = 0 Nickelate NiRh2O4 prepared via a solid-state metathesis2023

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Nishio-Hamane Daisuke、Katori Hiroko Aruga
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 7 号: 8 ページ: 084413-084413

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.7.084413

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Perfect kagome-lattice antiferromagnets with Jeff = 1/2: The Co2+-analogs of copper minerals volborthite and vesignieite2022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Ohnoda Takehiro、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Katori Hiroko Aruga
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 21 ページ: 214421-214421

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.214421

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Honeycomb lattice iridate on the verge of Mott-collapse2022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Katori Hiroko Aruga
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 34 号: 46 ページ: 465602-465602

    • DOI

      10.1088/1361-648x/ac916e

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低温イオン交換を用いた新しいキタエフ物質の開発ー固体化学の立場から見えてきたキタエフスピン液体の実現指針ー2022

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉、香取浩子、道岡千城、植田浩明、吉村一良
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 57 ページ: 745-756

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum paramagnetism in the hyperhoneycomb Kitaev magnet β-ZnIrO32022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 6 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.6.l021401

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spin-glass transition in the spin-orbit-entangled Jeff=0 Mott insulating double-perovskite ruthenate2022

    • 著者名/発表者名
      Yatsuzuka Hayato、Haraguchi Yuya、Matsuo Akira、Kindo Koichi、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 06467-2

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06467-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of the Metastable Iron (III) Germanate Fe2GeO5 through Kinetic Control of the Oxidative Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto Kazuo、Ohki Yoshiaki、Takada Saki、Haraguchi Yuya、Yamamoto Ayako、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 4 ページ: 451-454

    • DOI

      10.1246/cl.220024

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetism of AlxFe2-xGeO5 with Andalusite Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto Kazuo、Takada Saki、Ohta Hiroto、Haraguchi Yuya、Hagihala Masato、Torii Shuki、Kamiyama Takashi、Mitamura Hiroyuki、Tokunaga Masashi、Hatakeyama Atsushi、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 号: 5 ページ: 054704-054704

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.054704

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sinusoidal Magnetic Structure of Andalusite-type AlxFe2-xGeO5 with x = 0.09 and 0.152022

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto Kazuo、Ohta Hiroto、Haraguchi Yuya、Hagihala Masato、Torii Shuki、Kamiyama Takashi、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 91 号: 5 ページ: 054707-054707

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.054707

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metallic state in the vicinity of molecular orbital crystallization in the d1 thiospinel ZnTi2S4 prepared via a reductive ion-exchange reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Yuya、Arikai Hiroki、Aruga Katori Hiroko
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter

      巻: 33 号: 39 ページ: 395603-395603

    • DOI

      10.1088/1361-648x/ac1369

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] S=1 Ni2+ハニカム格子物質ANi2TeO6はキタエフ磁性体か?2023

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 122型鉄系化合物KFe2P2における近藤効果2023

    • 著者名/発表者名
      若杉和弘, 原口祐哉, 中村真一, 勝藤拓郎, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Co2+ハニカム格子量子磁性体の合成とKitaev磁性2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤正明, 原口祐哉, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新しいダイヤモンド格子フラストレート磁性体における渦磁性の探索2023

    • 著者名/発表者名
      久米田理桜, 原口祐哉, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ブリージング格子を有する磁性体における新奇フラストレート磁性の開拓2023

    • 著者名/発表者名
      北村昌大, 原口祐哉, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高スピンd7 Co2+ Jeff=1/2 完全カゴメ磁性体の水熱合成2023

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉, 大野田豪宏, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体化学の立場から見えてきたキタエフ磁性体の開発指針2022

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉, 香取浩子
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規キタエフ模型候補物質CaCo2TeO6の中性子回折2022

    • 著者名/発表者名
      浅井晋一郎, 原口祐哉, 香取浩子, 池田陽一, 益田隆嗣
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 過剰アルカリ金属インターカレート系Mo3クラスターMott絶縁体における創発的三角格子磁性2022

    • 著者名/発表者名
      石北大悟, 原口祐哉, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高スピンd7キタエフ磁性体CaCo2TeO6の磁気異方性評価2022

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉, 吉田悠澄, 三宅厚志, 徳永将史, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温固相メタセシスによって合成した四面体配位d8系スピン軌道結合J=0磁性候補物質NiRh2O4における磁気秩序の観測2022

    • 著者名/発表者名
      原口祐哉, 松尾晶, 金道浩一, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Frustrated magnetism in alkaline-intercalated Mo3O8-type compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Daigo Ishikita, Yuya Haraguchi, Hiroko Aruga Katori
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kitaev spin liquid signature in the hyperhoneycomb iridate2022

    • 著者名/発表者名
      Yuya Haraguchi, Akira Matsuo, Koichi Kindo, Hiroko Aruga Kator
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Memory Effects in the Ising Spin Glass System Fe0.5Mn0.5TiO32022

    • 著者名/発表者名
      Airi Furukawa, Hiroko Aruga Katori, Hazuki Kawano-Furukawa
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 藍晶石型フェライトFe2GeO5の磁性2021

    • 著者名/発表者名
      柿本和勇, 原口祐哉, 三田村裕幸, 徳永将史, 畠山温, 香取浩子
    • 学会等名
      第5回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] kyanite構造Fe2GeO5の磁性2021

    • 著者名/発表者名
      柿本和勇, 原口祐哉, 三田村裕幸, 徳永将史, 畠山温, 香取浩子
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 香取研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~katori/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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