| 研究課題/領域番号 |
21K04641
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
漆原 大典 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60824886)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 結晶構造解析 / 二量体構造 / 磁気物性 / 電子物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性イオンが二量体化した化合物では量子揺らぎの効果により非自明な磁気特性を示す。本研究課題では量子スピン系化合物であるNaCu2VP2O10の二量体構造を活用し、結合距離や結合角等の磁性イオンの配位環境を制御することで、電子物性の探索を行う。構造評価にはX線回折法および透過型電子顕微鏡法を横断的に駆使し、マクロな物性とミクロな結晶構造の関係を明らかにすることで、二量体構造制御による物性制御を実現する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では量子スピン系物質NaCu2VP2O10のもつスピンモデルを結晶構造評価および物性測定から明らかにする。NaCu2VP2O10は平面配位のCuO4が二量体構造を形成し、磁性イオンが二次元的な配位を示す物質である。結晶学的な知見に基づき二量体構造の配位環境および局所構造を制御し、電気磁気物性に関する機能探索を行う。当該年度の研究計画に基づき、磁性イオンサイトへの異種イオンの置換、Naイオン欠損の影響の調査および単結晶試料の育成を行った。
CuサイトにMgイオンを置換することで、不純物誘起の磁気秩序が発達することを明らかにしてきた。他のイオンを置換した試料においても磁気特性評価を行い、特定の置換イオンにおいて逐次相転移を示すことを明らかにした。平均構造および局所構造の評価を行い、結晶学的な知見からも評価を進める予定である。化学分析の結果から合成時の焼成温度に起因して顕著なNaイオンの揮発が生じていることが明らかとなった。Naイオンの欠損量に伴い積層方向の格子定数が減少し、磁化率の極大値を示す温度が変化した。Naイオンの欠損に伴い層間の磁性イオン間の相互作用が変化したことが示唆された。
フラックス法を用いたNaCu2VP2O10の単結晶の育成では、温度、冷却時間を検討し、最大で長手方向が1㎜程度の短冊状の結晶の育成に成功した。単結晶X線回折法および透過型電子顕微鏡法から目的の物質が合成できていることを確認した。合成条件を最適化することでより大きな単結晶を育成し、電気磁気特性の異方性の評価を進める。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
化学組成に起因した結晶構造の変化を捉えることができ、単結晶試料の育成手法を確立することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
高品質な大型の単結晶試料を育成し、電気磁気物性評価を行う。
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